JP2010265911A

JP2010265911A - 筒状部材

Info

Publication number: JP2010265911A
Application number: JP2009115264A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Suzuki; 史宏鈴木
Original assignee: Fujikoki Corp
Current assignee: Fujikoki Corp
Priority date: 2009-05-12
Filing date: 2009-05-12
Publication date: 2010-11-25

Abstract

【課題】流体通路の縮径化及び長尺化に左右されることなく、所望の寸法精度及び面粗さを有し、安価な筒状部材を提供する。
【解決手段】流体通路１３の最小径をＤ２、長さをＬ２とした場合に、Ｄ２が６ｍｍ以下で、かつＬ／Ｄが５以上となる流体通路１３を備え、金属粉末射出成形により成形されたことを特徴とする筒状部材１１等。流体通路１２は、同径円柱状に形成してもよく、漸次縮径又は拡径するテーパ状に構成することもできる。テーパ状の流体通路を複数備えてもよく、複数のテーパ状の流体通路の境界部分を曲面とすることが好ましい。流体通路の内面の粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定されるＲｍａｘで２５Ｓ以下、好ましくは１２．５Ｓ以下とすることができる。筒状部材の外側表面を機械加工してもよく、金属粉末射出成形において、金属粉末としてステンレス粉末を用いることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば流体の流量調整に用いられるノズル等に好適な筒状部材に関する。

従来、種々の技術分野において、流体の流量調整等を行うために金属製の筒状部材が用いられている。この筒状部材は、柱状の本体を貫通し、同径円柱状空間又はテーパ状空間として形成された絞り用の流体通路を有する。この筒状部材の製造にあたっては、従来、金属製の本体に、流体通路を切削加工等による機械加工又は放電加工等により形成していた。近年、より精密な流体制御が求められているため、上記流体通路の径を縮小したり、流体通路の長さを延長するなどの改良がなされている。

しかし、上記流体通路を機械加工で形成すると、上記流体通路の縮径化及び長尺化に伴い、機械加工に使用するドリル、バイト等の刃物の径も縮小したり、長さを延長する必要があるが、刃物の短径化、長尺化に伴い、刃物が振れて流体通路の形状が不安定となり、所望の面粗さ、寸法精度等を確保することができない虞がある。例えば、流体通路の最小径をＤ、長さをＬとした場合に、Ｄが６ｍｍ以下で、Ｌ／Ｄが５以上の流体通路を、所望の面粗さ、寸法精度でドリル、バイト等で形成するのは困難であることが知られている。

また、放電加工を用いた場合、流体通路の短径化、長尺化に関わらず、流体通路の寸法精度及び面粗さを確保することができるものの、加工速度が遅いため、流体通路の長さが長くなるにつれて生産性が悪化し、筒状部材の製造コストが高騰するという問題があった。

そこで、本発明は、上記従来の技術における問題点に鑑みてなされたものであって、流体通路の縮径化及び長尺化に左右されることなく、所望の寸法精度及び面粗さを有し、安価な筒状部材を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、筒状部材であって、流体通路の最小径をＤ、長さをＬとした場合に、Ｄが６ｍｍ以下で、かつＬ／Ｄが５以上となる流体通路を備え、金属粉末射出成形により成形されたことを特徴とする。

そして、本発明によれば、金属粉末射出成形により筒状部材を成形するため、狭隘で長い流体通路を有する筒状部材であっても、高精度かつ低コストで製造することができる。また、生産性のよい金属粉末射出成形を用いることで、筒状部材の製造コストも低減することができ、安価な筒状部材を提供することが可能となる。

上記筒状部材において、前記流体通路を、同径円柱状に形成したり、漸次縮径又は拡径するテーパ状に形成することができる。また、テーパ状の流体通路を複数備えるように構成することができる。さらに、テーパ状の流体通路を複数備えるようにした場合、複数のテーパ状の流体通路の境界部分を曲面とし、滑らかな流体流れを得ることができる。

また、上記筒状部材において、前記流体通路の内面の粗さを、ＪＩＳＢ０６０１に規定されるＲｍａｘで２５Ｓ以下、好ましくは１２．５Ｓ以下とすることができ、流体通路の内面を滑らかに形成することで、高精度に流量制御を行うことができる。

上記筒状部材の外側表面を機械加工することができ、金属粉末射出成形では困難な形状も機械加工により実現することができる。例えば、流体通路を有する筒状部材を金属粉末射出成形した後、流体通路の流体出口部の外側表面を機械加工により尖鋭に形成することなどが可能となる。

上記筒状部材の金属粉末射出成形において、金属粉末としてステンレス粉末を用いることができ、低コストで筒状部材を製造することができる。

以上のように、本発明によれば、流体通路の縮径化及び長尺化に左右されることなく、所望の寸法精度及び面粗さを有し、安価な筒状部材を提供することができる。

本発明にかかる筒状部材の第１の実施形態を示す断面図である。本発明にかかる筒状部材の第２の実施形態を示す断面図である。本発明にかかる筒状部材の第３の実施形態を示す断面図である。本発明にかかる筒状部材の第４の実施形態を示す断面図である。本発明にかかる筒状部材の第５の実施形態を示す断面図である。本発明にかかる筒状部材の一部断面図である。

次に、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明にかかる筒状部材の第１の実施形態を示し、この筒状部材１は、例えば流体の流量調整を行うノズル等として用いられるもので、本体２と、本体２を同径円柱状空間として貫通する流体通路３とを備え、金属粉末射出成形（以下、「ＭＩＭ成形」と略称する）により成形される。尚、ＭＩＭ（Metal Injection Molding）成形とは、原料となる金属粉末と結合剤を混合し、金型に射出成型した後、脱脂、焼結することにより成型品を成形する技術である。

本体２は、全体的に円柱状又は角柱状に形成される。この本体２の上下面を流体通路３が貫通し、流体通路３の内径Ｄ１を６ｍｍ以下とし、流体通路３の長さをＬ１とした場合に、Ｌ１／Ｄ１を５以上とすることができる。

ここで、ＭＩＭ成形は、加工の寸法精度に優れているため、流体通路３の内面の粗さを、ＪＩＳＢ０６０１の規定に基づいて、Ｒｍａｘで２５Ｓ以下とすることができ、金型の内面精度の向上等により１２．５Ｓ以下とすることもできる。

また、上記ＭＩＭ成形に用いる金属粉末は、合金鋼、工具鋼等に用いるものを選択することができるが、摩耗、腐食等の劣化及び成形性を考慮すると、ステンレス粉末が好ましい。また、ステンレス粉末は、他の金属粉末よりも安価であるため、ステンレス粉末を用いることで、筒状部材１の製造コストを低下させることができる。

以上のように、筒状部材１は、狭隘で長い流体通路３を有するが、ＭＩＭ成形により成形するため、流体通路３を高精度で形成することができるとともに、生産性のよいＭＩＭ成形を用いることで安価な筒状部材１を提供することが可能となる。

次に、本発明にかかる筒状部材の第２の実施形態について、図２を参照しながら説明する。

この筒状部材１１は、全体的に円柱状等の本体１２に、本体１２内を下面から上面に向かって漸次拡径するテーパ状に形成されて下面から上面に貫通する流体通路１３を備え、ＭＩＭ成形により成形される。流体通路１３の最小径Ｄ２を６ｍｍ以下とし、流体通路１３の長さをＬ２とした場合に、Ｌ２／Ｄ２を５以上とすることができる。尚、流体通路１３の内面の粗さ、ＭＩＭ成形に用いる金属粉末の種類等は、上記図１に示した筒状部材１と同様に選定することができる。

上記狭隘で長い流体通路１３を有する筒状部材１１であっても、ＭＩＭ成形により成形するため、流体通路１３を高精度で形成することができるとともに、安価な筒状部材１１を提供することが可能となる。

さらに、図３に示すように、本発明にかかる筒状部材の第３の実施形態として、全体的に円柱状等の本体２２に、本体２２内を下面から上面に貫通する流体通路２３を備え、流体通路２３を２つのテーパ状の流体通路２４Ａ、２４Ｂで構成した筒状部材２１をＭＩＭ成形により成形することができる。ここでも、流体通路２４Ａ、２４Ｂの最小径Ｄ３を６ｍｍ以下とし、流体通路２４Ａ、２４Ｂの長さをＬ３とした場合に、Ｌ３／Ｄ３を５以上とすることができる。尚、流体通路２３の内面の粗さ、ＭＩＭ成形に用いる金属粉末の種類等は、筒状部材１等と同様に選定することができる。

このような狭隘で長い流体通路２３を有する筒状部材２１であっても、ＭＩＭ成形により成形するため、流体通路２３を高精度で形成することができるとともに、安価な筒状部材２１を提供することが可能となる。

また、図４に示すように、本発明にかかる筒状部材の第４の実施形態として、全体的に円柱状等の本体３２に、本体３２内を下面から上面に貫通する流体通路３３を備え、流体通路３３を３つのテーパ状の流体通路３４Ａ〜３４Ｃで構成した筒状部材３１をＭＩＭ成形により成形することができる。ここでも、流体通路３４Ａ、３４Ｂ、及び３４Ｃの最小径Ｄ４を６ｍｍ以下とし、流体通路３４Ａ＋３４Ｂの長さをＬ４、流体通路３４Ｃの長さをＬ４’とした場合に、Ｌ４／Ｄ４、Ｌ４’／Ｄ４を５以上とすることができる。尚、流体通路３３の内面の粗さ、ＭＩＭ成形に用いる金属粉末の種類等は、上記筒状部材１等と同様に選定することができる。

このような狭隘で長い流体通路３３を有する筒状部材３１であっても、ＭＩＭ成形により成形するため、流体通路３３を高精度で形成することができるとともに、安価な筒状部材３１を提供することが可能となる。

さらに、図５に示すように、本発明にかかる筒状部材の第５の実施形態として、全体的に円柱状等の本体４２に、本体４２内を下面から上面に貫通する流体通路４３を備え、流体通路４３を１つの同径円柱状空間として貫通する同径の流体通路４５と、その両端部側に位置する２つのテーパ状の流体通路４４Ａ、４４Ｂで構成した筒状部材４１をＭＩＭ成形により成形することができる。ここでも、流体通路４４Ａ、４４Ｂ、及び４５の最小径Ｄ５を６ｍｍ以下とし、流体通路４４Ａ＋４５の長さをＬ５とした場合に、Ｌ５／Ｄ５を５以上とすることができる。尚、流体通路４３の内面の粗さ、ＭＩＭ成形に用いる金属粉末の種類等は、上記筒状部材１等と同様に選定することができる。

このような狭隘で長い流体通路４３を有する筒状部材４１であっても、ＭＩＭ成形により成形するため、流体通路４３を高精度で形成することができるとともに、安価な筒状部材４１を提供することが可能となる。

さらに、図４及び図５に示すような複数のテーパ状通路を有する流体通路を備えた筒状部材において、図６に示すように、筒状部材５１の本体５２を貫通するテーパ状通路５３、５４の境界部分を曲面５６とすることができ、流体流れを滑らかにして流体の流量調整等をより精度よく行うことができる。このような曲面加工を機械加工で行うのは困難かつコスト高であるが、ＭＩＭ成形によると、容易かつ安価に行うことができる。

尚、上記実施の形態においては、本発明にかかる筒状部材全体をＭＩＭ成形により成形したが、例えば、部分的にＭＩＭ成形で形成することができないような部分については、ＭＩＭ成形後に筒状部材の外側表面を機械加工することもできる。例えば、全体的に細長い円柱状の本体の流体通路の流体出口部の外側表面を機械加工により尖鋭に形成することができる。

１筒状部材
２本体
３流体通路
１１筒状部材
１２本体
１３流体通路
２１筒状部材
２２本体
２３流体通路
２４Ａ、２４Ｂテーパ状通路
３１筒状部材
３２本体
３３流体通路
３４Ａ〜３４Ｃテーパ状通路
４１筒状部材
４２本体
４３流体通路
４４Ａ、４４Ｂテーパ状通路
４５同径通路
５１筒状部材
５２本体
５３テーパ状通路
５４テーパ状通路
５６曲面

Claims

流体通路の最小径をＤ、長さをＬとした場合に、Ｄが６ｍｍ以下で、かつＬ／Ｄが５以上となる流体通路を備え、金属粉末射出成形により成形されたことを特徴とする筒状部材。
前記流体通路は、同径円柱状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の筒状部材。
前記流体通路は、漸次縮径又は拡径するテーパ状に形成されることを特徴とする請求項１に記載の筒状部材。
前記テーパ状の流体通路を複数備えることを特徴とする請求項３に記載の筒状部材。
前記複数のテーパ状の流体通路の境界部分を曲面としたことを特徴とする請求項４に記載の筒状部材。
前記流体通路の内面の粗さは、ＪＩＳＢ０６０１に規定されるＲｍａｘで２５Ｓ以下、好ましくは１２．５Ｓ以下であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の筒状部材。
該筒状部材の外側表面を機械加工したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の筒状部材。
前記金属粉末射出成形において、金属粉末としてステンレス粉末を用いたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の筒状部材。