JP2011183431A - Method of producing porous structural body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、多孔構造体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a porous structure.
多孔構造体は、ダイカスト成形などの射出成形時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン、原子力発電所の冷却管内の圧力が所定値よりも高くならないようにするための圧力逃がしフィルター、自動車の排気ガスなどからパティキュレート、窒素酸化物などを除去する排気ガス浄化用の触媒担持用フィルター、燃料電池の陽極又は陰極に用いられ触媒を担持可能な電極材料、生体内から血栓、異物などを除去するための異物フィルターなど様々な用途に用いられている(例えば、特許文献1参照。)。 The porous structure consists of a vent pin for discharging the gas contained in the melt molding material during injection molding such as die casting, and a pressure relief filter for preventing the pressure in the cooling pipe of the nuclear power plant from exceeding a predetermined value. , Exhaust gas purifying catalyst-carrying filter that removes particulates, nitrogen oxides, etc. from automobile exhaust gas, etc., electrode material that can be used for anode or cathode of fuel cell and capable of carrying catalyst, thrombus from in vivo, foreign matter It is used for various applications such as a foreign matter filter for removing such as (see, for example, Patent Document 1).
図20は、ガス抜きピン900を説明するために示す図である。図20(a)はガス抜きピン900の断面図であり、図20(b)はガス抜きピン900の正面図である。
FIG. 20 is a view for explaining the
ガス抜きピン900の先端には、図20に示すように、多孔構造体901が形成されている。従来の多孔構造体901は、中空状の筐体部材910の内側に、外周面に略V字状の溝が形成されているキャップ状のプラグ部材920が圧入された構造を有し、筐体部材910とプラグ部材920との間に複数の貫通孔922が形成されてなる。
As shown in FIG. 20, a
従来の多孔構造体901によれば、溶融成形材料中に含まれるガスを貫通孔を介して排出することが可能となるため、ガス混入量の少ない高品質な成形製品を製造することが可能となる。
According to the conventional
しかしながら、従来の多孔構造体901においては、貫通孔が筐体部材910とプラグ部材920との間にのみ形成されているため、多数の貫通孔を形成することができないという問題がある。
However, the conventional
また、従来の多孔構造体901においては、キャップ状のプラグ部材920を用いているため、機械的強度を高くすることが困難であるという問題がある。その結果、従来の多孔構造体901は、高圧力環境下で使用することが困難となる。
Further, since the conventional
そこで、本発明は、上記した問題を解決するためになされたもので、従来の多孔構造体901の場合よりも多数の貫通孔を形成することが可能で、かつ、従来の多孔構造体901の場合よりも機械的強度を高くすることが可能な多孔構造体を製造することが可能な多孔構造体の製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been made to solve the above-described problems, and can form a larger number of through holes than in the case of the conventional
[1]本発明の多孔構造体の製造方法は、筒状外周部材の内側に、少なくとも1以上の円筒状内周部材と、円柱状最内周部材とが順次挿入された構造を有し、かつ、前記筒状外周部材、前記円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材のうち、径方向に隣接する2つの部材間に複数の貫通孔が形成されてなる多孔構造体を製造するための多孔構造体の製造方法であって、「前記筒状外周部材」、「前記円筒状内周部材」及び「前記円柱状最内周部材」として、「軸方向に延在する円形孔を有する前記筒状外周部材」、「『軸方向に延在する円形孔を有し』、かつ『外周側に配置される部材における円形孔の直径(以下、第1外周側内径という。)よりも小さな第1内周側外径を有し軸方向基端側に位置する円筒状内周部材基端部と、軸方向先端側に向かって外径が、前記第1外周側内径よりも小さな前記第1内周側外径から前記第1外周側内径よりも大きな第2内周側外径まで徐々に大きくなるようなテーパー形状を有し軸方向先端側に位置する円筒状内周部材先端部とに区画され』、かつ、『前記円筒状内周部材基端部から前記円筒状内周部材先端部にかけて連続する複数の溝が外周面に形成された円筒状内周部材』」及び「『外周側に配置される部材における円形孔の直径(以下、第2外周側内径という。)よりも小さな第3内周側外径を有し軸方向基端側に位置する円柱状最内周部材基端部と、軸方向先端側に向かって外径が、前記第2外周側内径よりも小さな前記第3内周側外径から前記第2外周側内径よりも大きな第4内周側外径まで徐々に大きくなるようなテーパー形状を有し軸方向先端側に位置する円柱状最内周部材先端部とに区画され』、かつ、『前記円柱状最内周部材基端部から前記円柱状最内周部材先端部にかけて連続する複数の溝が外周面に形成された円柱状最内周部材』」とを準備する部材準備工程と、前記筒状外周部材の内側に、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材がそれぞれ、前記円筒状内周部材基端部側及び前記円柱状最内周部材基端部側から順次挿入された構造を有する仮組立体を作製する仮組立体作製工程と、前記筒状外周部材に対して、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材を軸方向に沿って圧入することにより、前記筒状外周部材、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材が一体化された多孔構造体を作製する圧入工程とをこの順序で含むことを特徴とする。 [1] The method for producing a porous structure of the present invention has a structure in which at least one cylindrical inner peripheral member and a columnar innermost peripheral member are sequentially inserted inside the cylindrical outer peripheral member, In addition, a porous structure in which a plurality of through holes are formed between two members adjacent in the radial direction among the cylindrical outer peripheral member, the cylindrical inner peripheral member, and the columnar innermost peripheral member is manufactured. A method of manufacturing a porous structure for the purpose of the present invention, wherein “the cylindrical outer peripheral member”, “the cylindrical inner peripheral member”, and “the columnar innermost peripheral member” have a circular hole extending in the axial direction. The above-mentioned cylindrical outer peripheral member ”,“ “having a circular hole extending in the axial direction”, and “the diameter of the circular hole in the member disposed on the outer peripheral side (hereinafter referred to as a first outer peripheral inner diameter)”. A cylindrical inner circumferential member proximal end portion having a small first inner circumferential outer diameter and positioned on the axial proximal end side, and an axial distal end A taper shape in which the outer diameter gradually increases from the first inner peripheral outer diameter smaller than the first outer peripheral inner diameter to the second inner peripheral outer diameter larger than the first outer peripheral inner diameter. And a plurality of grooves continuous from the cylindrical inner peripheral member base end to the cylindrical inner peripheral member front end. Is a cylindrical inner peripheral member formed on the outer peripheral surface "and" a third inner peripheral outer diameter smaller than a diameter of a circular hole in a member disposed on the outer peripheral side (hereinafter referred to as a second outer peripheral inner diameter "). A cylindrical innermost peripheral member base end portion located on the axial base end side, and the third inner peripheral outer diameter whose outer diameter is smaller than the second outer peripheral inner diameter toward the distal end side in the axial direction. Taper shape that gradually increases from the second outer peripheral inner diameter to the fourth inner peripheral outer diameter Having a cylindrical innermost peripheral member distal end located on the distal end side in the axial direction ”and“ a plurality of continuous from the cylindrical innermost peripheral member proximal end to the cylindrical innermost peripheral member distal end ” A cylindrical innermost peripheral member having a groove formed on the outer peripheral surface ”, and the at least one cylindrical inner peripheral member and the cylindrical outermost member on the inner side of the cylindrical outer peripheral member. A temporary assembly manufacturing step of manufacturing a temporary assembly having a structure in which inner peripheral members are sequentially inserted from the cylindrical inner peripheral member base end side and the columnar innermost peripheral member base end side; By pressing the at least one cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member along the axial direction with respect to the cylindrical outer peripheral member, the cylindrical outer peripheral member, the at least one cylindrical shape Porous structure in which inner circumferential member and cylindrical innermost circumferential member are integrated And a press-fitting step for producing a body in this order.
本発明の多孔構造体の製造方法によれば、径方向に隣接する2つの部材間に複数の貫通孔が形成されている、すなわち、少なくとも、筒状外周部材と円筒状内周部材との間及び円筒状内周部材と円柱状最内周部材との間の2周にわたって複数の貫通孔が形成されているため、従来の多孔構造体901の場合よりも多数の貫通孔を形成することが可能となる。
According to the method for manufacturing a porous structure of the present invention, a plurality of through holes are formed between two members adjacent in the radial direction, that is, at least between the cylindrical outer peripheral member and the cylindrical inner peripheral member. Since a plurality of through holes are formed over two circumferences between the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member, a larger number of through holes can be formed than in the case of the conventional
また、本発明の多孔構造体の製造方法によれば、筒状外周部材の内側に、少なくとも1以上の円筒状内周部材と、円柱状最内周部材とが順次挿入された構造を有するため、円筒状内周部材及び円柱状最内周部材としてある程度厚さ寸法の大きいものを用いることにより、従来の多孔構造体901の場合よりも機械的強度を高くすることが可能となる。
Moreover, according to the method for manufacturing a porous structure of the present invention, at least one cylindrical inner peripheral member and a columnar innermost peripheral member are sequentially inserted inside the cylindrical outer peripheral member. By using a cylindrical inner peripheral member and a columnar innermost peripheral member having a thickness that is somewhat large, the mechanical strength can be made higher than that of the conventional
また、本発明の多孔構造体の製造方法によれば、筒状外周部材に対して、ともに所定のテーパー形状を有する円筒状内周部材及び円柱状最内周部材を軸方向に沿って圧入することにより多孔構造体を作製する圧入工程を含むため、筒状外周部材、少なくとも1以上の円筒状内周部材及び円柱状最内周部材が高い機械的強度で一体化された多孔構造体を製造することが可能となり、この観点からも、従来の多孔構造体901の場合よりも機械的強度を高くすることが可能となる。
Further, according to the method for manufacturing a porous structure of the present invention, the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member both having a predetermined tapered shape are press-fitted along the axial direction with respect to the cylindrical outer peripheral member. Manufacturing a porous structure in which a cylindrical outer peripheral member, at least one cylindrical inner peripheral member and a columnar innermost peripheral member are integrated with high mechanical strength. From this point of view, the mechanical strength can be made higher than that of the conventional
その結果、本発明の多孔構造体の製造方法によれば、従来の多孔構造体901の場合よりも多数の微細貫通孔を形成することが可能で、かつ、従来の多孔構造体901の場合よりも機械的強度を高くすることが可能な多孔構造体を製造することが可能となる。
As a result, according to the method for manufacturing a porous structure of the present invention, it is possible to form a larger number of fine through holes than in the case of the conventional
また、本発明の多孔構造体の製造方法によれば、第1外周側内径、第1内周側外径、第2内周側外径、第2外周側内径、第3内周側外径及び第4内周側外径の値を適切な値に設定しておけば、圧入による貫通孔断面積の矮小化を所定範囲に収めながら、圧入による機械的強度の増大を図ることが可能となるため、多孔構造体の性能(例えば、貫通孔の断面積、貫通孔を通過する流体の圧力損失、貫通孔の総表面積、貫通孔の触媒担持能力など。)と多孔構造体の機械的強度とを両立させることが可能となる。 Moreover, according to the manufacturing method of the porous structure of the present invention, the first outer peripheral side inner diameter, the first inner peripheral side outer diameter, the second inner peripheral side outer diameter, the second outer peripheral side inner diameter, and the third inner peripheral side outer diameter. If the value of the outer diameter on the fourth inner peripheral side is set to an appropriate value, it is possible to increase the mechanical strength by press-fitting while keeping the through-hole cross-sectional area by press-fitting within a predetermined range. Therefore, the performance of the porous structure (for example, the cross-sectional area of the through-hole, the pressure loss of the fluid passing through the through-hole, the total surface area of the through-hole, the catalyst support capacity of the through-hole, etc.) and the mechanical strength of the porous structure It is possible to achieve both.
さらにまた、本発明の多孔構造体の製造方法によれば、筒状外周部材及び少なくとも1以上の円筒状内周部材としてそれぞれ複数種類の部材を準備するとともに1種類の円柱状最内周部材を準備しておけば、様々な種類の多孔構造体を製造することが可能となる。このため、少なくとも1以上の円筒状内周部材及び円柱状最内周部材については部材の共通化を図ることができ、また、製品毎に多孔構造体を一から設計して製造するのではなく上記した部材を適宜組み合わせるだけで種々の多孔構造体を柔軟に製造できるため、多孔構造体の製造コストを大幅に低減することが可能となる。 Furthermore, according to the method for manufacturing a porous structure of the present invention, a plurality of types of members are prepared as a cylindrical outer peripheral member and at least one cylindrical inner peripheral member, respectively, and a single columnar innermost peripheral member is prepared. If prepared, various types of porous structures can be produced. For this reason, at least one cylindrical inner peripheral member and columnar innermost peripheral member can be shared, and the porous structure is not designed and manufactured from scratch for each product. Since various porous structures can be flexibly manufactured by simply combining the above-described members, the manufacturing cost of the porous structure can be greatly reduced.
例えば、筒状外周部材として8種類の筒状外周部材(例えば、外径7mm内径3mm、外径8mm内径4mm、外径9mm内径5mm、外径10mm内径6mm、外径11mm内径7mm、外径12mm内径8mm、外径13mm内径9mm及び外径14mm内径10mmの筒状外周部材)を準備し、少なくとも1以上の円筒状内周部材として8種類の円筒状内周部材(例えば、外径3mm内径2mm、外径4mm内径3mm、外径5mm内径4mm、外径6mm内径5mm、外径7mm内径6mm、外径8mm内径7mm、外径9mm内径8mm及び外径10mm内径9mmの円柱状最内周部材)を準備し、円柱状最内周部材として1種類の円柱状最内周部材(例えば、外径約2mmの円柱状最内周部材)を準備しておけば、これらを組み合わせて8種類の多孔構造体(例えば、外径が、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm及び14mmの8種類の多孔構造体)を製造することができる。
For example, eight types of cylindrical outer peripheral members (for example, outer diameter 7 mm,
[2]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記多孔構造体は、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材として、単一の円筒状内周部材を備えることが好ましい。 [2] In the method for producing a porous structure of the present invention, the porous structure preferably includes a single cylindrical inner peripheral member as the at least one cylindrical inner peripheral member.
このような方法とすることにより、比較的細い多孔構造体を製造することができる。この場合であっても、筒状外周部材と円筒状内周部材との間及び円筒状内周部材と円柱状最内周部材との間の2周にわたって複数の貫通孔を形成することが可能となる。それほど大きな貫通孔総断面積を必要としない用途に適した方法と言える。 By setting it as such a method, a comparatively thin porous structure can be manufactured. Even in this case, it is possible to form a plurality of through-holes over two rounds between the cylindrical outer peripheral member and the cylindrical inner peripheral member and between the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member. It becomes. It can be said that this method is suitable for applications that do not require such a large total cross-sectional area of the through holes.
[3]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記多孔構造体は、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材として、少なくとも2以上の円筒状内周部材を備えることが好ましい。 [3] In the method for producing a porous structure according to the present invention, the porous structure preferably includes at least two cylindrical inner peripheral members as the at least one cylindrical inner peripheral member.
このような方法とすることにより、比較的太い多孔構造体を製造することができる。また、貫通孔総断面積の比較的大きな多孔構造体を製造することができる。この場合には、少なくとも、筒状外周部材と円筒状内周部材との間、円筒状内周部材と円筒状内周部材との間及び円筒状内周部材と円柱状最内周部材との間の3周にわたって複数の貫通孔を形成することが可能となる。円筒状内周部材を多数用いることによって、さらに多数の貫通孔を形成することも可能となる。大きな貫通孔総断面積を必要とする用途に適した方法と言える。 By setting it as such a method, a comparatively thick porous structure can be manufactured. In addition, a porous structure having a relatively large through-hole cross-sectional area can be manufactured. In this case, at least between the cylindrical outer peripheral member and the cylindrical inner peripheral member, between the cylindrical inner peripheral member and the cylindrical inner peripheral member, and between the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member. A plurality of through-holes can be formed over three intervals. By using a large number of cylindrical inner peripheral members, a larger number of through holes can be formed. It can be said that this method is suitable for applications requiring a large total cross-sectional area of the through holes.
[4]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材は、前記円筒状内周部材に対応する外径及び内径を有する管材を準備する管材準備工程と、前記円筒状内周部材における前記複数の溝に対応する複数の溝を切削加工により前記管材の外周面に形成する溝形成工程と、前記管材の外周面が前記円筒状内周部材の外周面と同一の形状となるように前記管材の外周面に切削加工を施す外周面整形工程とをこの順序で実施することにより作製されたものであることが好ましい。 [4] In the method for producing a porous structure according to the present invention, the cylindrical inner peripheral member prepared in the member preparation step is a pipe member for preparing a pipe member having an outer diameter and an inner diameter corresponding to the cylindrical inner peripheral member. A preparation step, a groove forming step of forming a plurality of grooves corresponding to the plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member on the outer peripheral surface of the tubular material by cutting, and an outer peripheral surface of the tubular material being the cylindrical inner peripheral member It is preferable that the outer peripheral surface is formed by performing in this order the outer peripheral surface shaping step of cutting the outer peripheral surface of the pipe material so as to have the same shape as the outer peripheral surface of the tube.
このような方法とすることにより、通常の切削加工を用いて、管材から円筒状内周部材を作製することができる。 By setting it as such a method, a cylindrical inner peripheral member can be produced from a pipe material using normal cutting.
なお、部材準備工程において準備する円筒状内周部材は、上記した外周面整形工程を実施した後、管材を所定の長さで切断して作製された円筒状内周部材を回収する回収工程を実施することにより、1本の管材から多数の円筒状内周部材を高い生産性で作製することが可能となる。 The cylindrical inner peripheral member to be prepared in the member preparation step is a recovery step of recovering the cylindrical inner peripheral member produced by cutting the pipe material at a predetermined length after performing the outer peripheral surface shaping step. By carrying out, it becomes possible to produce a large number of cylindrical inner peripheral members from a single pipe with high productivity.
[5]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円柱状最内周部材は、前記円柱状最内周部材に対応する外径を有する丸棒を準備する丸棒準備工程と、前記円柱状最内周部材における前記複数の溝に対応する複数の溝を切削加工により前記丸棒の外周面に形成する溝形成工程と、前記丸棒の外周面が前記円柱状最内周部材の外周面と同一の形状となるように前記丸棒の外周面に切削加工を施す外周面整形工程とをこの順序で実施することにより作製されたものであることが好ましい。 [5] In the method for manufacturing a porous structure according to the present invention, the cylindrical innermost peripheral member prepared in the member preparing step prepares a round bar having an outer diameter corresponding to the cylindrical innermost peripheral member. A round bar preparation step, a groove forming step of forming a plurality of grooves corresponding to the plurality of grooves in the cylindrical innermost peripheral member on the outer peripheral surface of the round bar by cutting, and the outer peripheral surface of the round bar It is preferable that the outer peripheral surface of the round bar is formed by performing an outer peripheral surface shaping step in this order so as to have the same shape as the outer peripheral surface of the cylindrical innermost peripheral member. .
このような方法とすることにより、通常の切削加工を用いて、丸棒から円柱状最内周部材を作製することができる。 By setting it as such a method, a cylindrical innermost peripheral member can be produced from a round bar using normal cutting.
なお、部材準備工程において準備する円柱状最内周部材は、上記した外周面整形工程を実施した後、丸棒を所定の長さで切断して作製された円柱状最内周部材を回収する回収工程を実施することにより、1本の丸棒から多数の円柱状最内周部材を高い生産性で作製することが可能となる。 The cylindrical innermost member to be prepared in the member preparation step collects the cylindrical innermost member produced by cutting the round bar at a predetermined length after performing the outer peripheral surface shaping step. By carrying out the recovery step, a large number of cylindrical innermost peripheral members can be produced from a single round bar with high productivity.
[6]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材は、前記第1内周側外径をOD1、前記第2内周側外径をOD2とし、前記第1外周側内径をID1としたとき、「ID1−0.04mm≦OD1<ID1」及び「ID1+0.005mm≦OD2≦ID1+0.04mm」の関係を満たすように設定され、前記部材準備工程において準備する前記円柱状最内周部材は、前記第3内周側外径をD3、前記第4内周側外径をD4とし、前記前記第2外周側内径をID2としたとき、「ID2−0.04mm≦ID3<ID2」及び「ID2+0.005mm≦OD4≦ID2+0.06mm」の関係を満たすように設定されていることが好ましい。 [6] In the method for manufacturing a porous structure according to the present invention, the cylindrical inner peripheral member prepared in the member preparing step has the first inner peripheral side outer diameter as OD1, and the second inner peripheral side outer diameter. When OD2 is set and ID of the first outer peripheral side is ID1, it is set so as to satisfy the relationship of “ID1−0.04 mm ≦ OD1 <ID1” and “ID1 + 0.005 mm ≦ OD2 ≦ ID1 + 0.04 mm”, and the member preparation The cylindrical innermost peripheral member prepared in the process has the third inner peripheral side outer diameter as D3, the fourth inner peripheral side outer diameter as D4, and the second outer peripheral side inner diameter as ID2. It is preferably set so as to satisfy the relationship of “ID2−0.04 mm ≦ ID3 <ID2” and “ID2 + 0.005 mm ≦ OD4 ≦ ID2 + 0.06 mm”.
このような方法とすることにより、適切な圧力範囲で圧入工程を実施することが可能となる。その結果、圧入による貫通孔断面積の矮小化を所定範囲に収めながら、圧入による機械的強度の増大を図ることが可能となる。 By setting it as such a method, it becomes possible to implement a press-fit process in a suitable pressure range. As a result, it is possible to increase the mechanical strength by press-fitting while keeping the reduction of the through-hole cross-sectional area by press-fitting within a predetermined range.
[7]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材における前記複数の溝は、溝の壁面同士のなす角が略90°のV字状溝であることが好ましい。 [7] In the method for manufacturing a porous structure of the present invention, the plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member prepared in the member preparing step are angles formed by wall surfaces of the grooves. Is preferably a V-shaped groove of approximately 90 °.
本発明においては、V字状溝、U字状溝、四角形状溝等、種々の形状の溝を用いることが可能であるが、このような方法とすることにより、通常の切削工具を用いて容易に複数の溝を形成することができる。 In the present invention, it is possible to use grooves having various shapes such as a V-shaped groove, a U-shaped groove, and a square-shaped groove. By using such a method, a normal cutting tool can be used. A plurality of grooves can be easily formed.
[8]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記圧入工程実施前における前記円筒状内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS1とし、前記圧入工程実施後における前記円筒状内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS2としたとき、「0.8≦(S2/S1)≦0.95」の条件を満たすことが好ましい。 [8] In the method for manufacturing a porous structure according to the present invention, S1 is defined as a cross-sectional area of the groove when the cylindrical inner peripheral member is viewed from the front end side in the axial direction before the press-fitting step is performed. When the sectional area of the groove when the cylindrical inner peripheral member is viewed from the axial front end side is S2, the condition of “0.8 ≦ (S2 / S1) ≦ 0.95” is satisfied. preferable.
このように、圧入工程実施前における溝の断面積に対する圧入工程実施後における溝の断面積の比率を0.8(80%)〜0.95(95%)の値に制御することにより、高い機械的強度及び大きい貫通孔総断面積を両立させることができる。すなわち、(S2/S1)を95%以下とすれば、貫通孔の少なくとも5%はつぶれるような圧力をもって圧入されることになるから、高い機械的強度を確保することができる。また、(S2/S1)を80%以上とすれば、大きい貫通孔総断面積を確保することができる。 Thus, by controlling the ratio of the cross-sectional area of the groove after the press-fitting process to the cross-sectional area of the groove before the press-fitting process to a value of 0.8 (80%) to 0.95 (95%), it is high. Both mechanical strength and a large total cross-sectional area of the through-hole can be achieved. That is, if (S2 / S1) is set to 95% or less, at least 5% of the through-holes are press-fitted with such a pressure that crushes, so that high mechanical strength can be ensured. Moreover, if (S2 / S1) is 80% or more, a large total cross-sectional area of the through holes can be secured.
なお、溝の断面積S1及びS2については、実施形態で定義する。 In addition, about sectional area S1 and S2 of a groove | channel, it defines in embodiment.
[9]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記圧入工程実施前における前記円柱状最内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS3とし、前記圧入工程実施後における前記円柱状最内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS4としたとき、「0.4≦(S4/S3)≦0.80」の条件を満たすことが好ましい。 [9] In the method for producing a porous structure according to the present invention, the cross-sectional area of the groove when the cylindrical innermost peripheral member before the press-fitting step is viewed from the axial front end side is S3, and the press-fitting step The condition of “0.4 ≦ (S4 / S3) ≦ 0.80” is satisfied, where S4 is the cross-sectional area of the groove when the cylindrical innermost peripheral member is viewed from the axial front end side after implementation. It is preferable.
このように、圧入工程実施前における溝の断面積に対する圧入工程実施後における溝の断面積の比率を0.4(40%)〜0.80(80%)の値に制御することにより、高い機械的強度及び大きい貫通孔総断面積を両立させることができる。すなわち、(S4/S3)を80%以下とすれば、貫通孔の少なくとも20%はつぶれるような圧力をもって圧入されることになるから、円柱状最内周部材が抜け止めピンとして働き、より一層高い機械的強度を確保することができる。また、(S4/S3)を40%以上とすれば、円柱状最内周部材を抜け止め部材として機能させた場合であっても、所定の貫通孔断面積を確保することができる。 Thus, by controlling the ratio of the cross-sectional area of the groove after the press-fitting process to the cross-sectional area of the groove before the press-fitting process to a value of 0.4 (40%) to 0.80 (80%), it is high. Both mechanical strength and a large total cross-sectional area of the through-hole can be achieved. That is, if (S4 / S3) is set to 80% or less, at least 20% of the through-holes are press-fitted with such a pressure that the crushing occurs, so that the cylindrical innermost peripheral member functions as a retaining pin, and further High mechanical strength can be ensured. If (S4 / S3) is 40% or more, a predetermined through-hole cross-sectional area can be secured even when the cylindrical innermost peripheral member functions as a retaining member.
[10]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材における溝の深さd及び数nは、前記軸方向先端側における前記第2内周側外径をOD2としたとき、「0.5≦((20.5×d×n)/(π×OD2))≦0.8」の条件を満たすように設定されていることが好ましい。 [10] In the method for manufacturing a porous structure according to the present invention, the depth d and the number n of the grooves in the cylindrical inner peripheral member prepared in the member preparing step are the second inner periphery on the axial front end side. When the side outer diameter is OD2, it is preferably set to satisfy the condition of “0.5 ≦ ((2 0.5 × d × n) / (π × OD2)) ≦ 0.8”. .
このような方法とすることにより、後述する実施形態からも分かるように、高い機械的強度及び高い貫通孔総断面積比率を両立させることができる。 By adopting such a method, it is possible to achieve both high mechanical strength and a high total cross-sectional area ratio of the through-holes, as can be seen from the embodiments described later.
なお、この条件の意味は、第2内周側外径を有する先端部における「『全外周長さ』に対する『非接触面の長さ』の比率」が0.5(50%)〜0.8(80%)となることであり、この値が大きいと機械的強度が低くなり、この値が小さいと貫通孔が小さくなる。 The meaning of this condition is that the “ratio of“ non-contact surface length ”to“ total outer peripheral length ”” at the tip portion having the second inner peripheral outer diameter is 0.5 (50%) to 0.00. 8 (80%). When this value is large, the mechanical strength is low. When this value is small, the through-hole is small.
[11]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円柱状最内周部材における溝の深さd及び数nは、前記軸方向先端側における前記第4内周側外径をOD4としたとき、「0.2≦((20.5×d×n)/(π×OD4))≦0.8」の条件を満たすように設定されていることが好ましい。 [11] In the method for manufacturing a porous structure according to the present invention, the depth d and the number n of the grooves in the cylindrical innermost peripheral member prepared in the member preparing step are the fourth inner portion on the tip end side in the axial direction. When the outer peripheral diameter is OD4, it is set so as to satisfy the condition of “0.2 ≦ ((2 0.5 × d × n) / (π × OD4)) ≦ 0.8”. preferable.
このような方法とすることにより、後述する実施形態からも分かるように、所定の貫通孔総断面積比率を確保しながら、円柱状最内周部材を抜け止めピンとして働かせることができ、より一層高い機械的強度を実現することができる。 By adopting such a method, as can be seen from the embodiments described later, it is possible to work the cylindrical innermost peripheral member as a retaining pin while ensuring a predetermined total cross-sectional area ratio of the through-holes, and even more. High mechanical strength can be achieved.
なお、この条件の意味は、第4内周側外径を有する先端部における「『全外周長さ』に対する『非接触面の長さ』の比率」が0.2(20%)〜0.8(80%)となることであり、この値が大きいと抜け止め部ピンとしての働きが弱くなり、この値が小さいと貫通孔が小さくなり過ぎる。 The meaning of this condition is that the “ratio of“ non-contact surface length ”to“ total outer peripheral length ”” at the tip portion having the fourth outer peripheral outer diameter is 0.2 (20%) to 0.00. 8 (80%). When this value is large, the function as a retaining portion pin becomes weak, and when this value is small, the through hole becomes too small.
[12]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材における前記複数の溝の深さは、10μm〜1000μmの範囲内にあることを特徴とすることが好ましい。 [12] In the method for producing a porous structure of the present invention, the depth of the plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member prepared in the member preparing step is 10 μm to 1000 μm. It is preferable that it is in the range.
本発明の多孔構造体の製造方法によれば、このように溝の深さが10μm〜1000μmの範囲内にあるような比較的浅い溝を用いて貫通孔が形成されてなる多孔構造体を製造することが可能となる。 According to the method for manufacturing a porous structure of the present invention, a porous structure in which a through hole is formed using a relatively shallow groove having a groove depth in the range of 10 μm to 1000 μm is manufactured. It becomes possible to do.
[13]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材における前記複数の溝の断面積は、75μm2〜1000000μm2の範囲内にあることが好ましい。 [13] In the method for producing a porous structure of the present invention, a cross-sectional area of the plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member prepared in the member preparing step is 75 μm 2 to 1000000 μm. It is preferably within the range of 2 .
本発明の多孔構造体の製造方法によれば、このように溝の断面積が75μm2〜1000000μm2の範囲内にあるような比較的小さな断面積を有する多孔構造体を製造することが可能となる。 According to the manufacturing method of the porous structure of the present invention, can be cross-sectional area of the thus grooves to produce a porous structure having a relatively small cross-sectional area as in the range of 75μm 2 ~1000000μm 2 Become.
[14]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記貫通孔のうち最も大きい貫通孔の断面積をSとし、前記貫通孔の長さをLとしたとき、「L×(S−0.5)」で定義されるアスペクト比Aは、10以上であることが好ましい。 [14] In the method for manufacturing a porous structure of the present invention, when the cross-sectional area of the largest through hole among the through holes is S and the length of the through hole is L, “L × (S −0 .5 ) ”is preferably 10 or more.
本発明の多孔構造体の製造方法によれば、上記したアスペクト比Aが10以上であるような深孔からなる貫通孔(例えば、直径100μmの円形の断面を有し長さ1mmの貫通孔の場合、アスペクト比Aは11.3となる。)が形成された多孔構造体を製造することが可能となる。 According to the method for producing a porous structure of the present invention, a through-hole having a deep hole having an aspect ratio A of 10 or more (for example, a through-hole having a circular cross section with a diameter of 100 μm and a length of 1 mm). In this case, it is possible to manufacture a porous structure in which the aspect ratio A is 11.3).
[15]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記圧入工程においては、前記筒状外周部材における軸方向基端側に圧力受部材を配置した状態で、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材を軸方向に沿って圧入することが好ましい。 [15] In the method for producing a porous structure according to the present invention, in the press-fitting step, the at least one cylindrical inner member is disposed in a state where a pressure receiving member is disposed on the axial base end side of the cylindrical outer peripheral member. It is preferable to press-fit the circumferential member and the cylindrical innermost circumferential member along the axial direction.
このような方法とすることにより、少なくとも1以上の円筒状内周部材及び円柱状最内周部材を所定の深さまで圧入することが可能となる。また、少なくとも1以上の円筒状内周部材及び円柱状最内周部材を所定の圧力条件下で圧入することが可能となる。 By setting it as such a method, it becomes possible to press-fit at least 1 or more cylindrical inner peripheral members and columnar innermost peripheral members to predetermined depth. Further, at least one cylindrical inner peripheral member and columnar innermost peripheral member can be press-fitted under a predetermined pressure condition.
[16]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記筒状外周部材、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材は、すべて金属素材(例えば、熱間金型鋼、ステンレス鋼などの鉄鋼、その他の鉄合金、金、銀、白金などの貴金属、チタン、タンタルなどのレアメタル、アルミニウム、銅、これらの金属を含む合金など。)からなることが好ましい。 [16] In the method for producing a porous structure of the present invention, the cylindrical outer peripheral member, the at least one cylindrical inner peripheral member, and the columnar innermost peripheral member are all made of a metal material (for example, hot metal It is preferably made of steel such as mold steel and stainless steel, other iron alloys, noble metals such as gold, silver and platinum, rare metals such as titanium and tantalum, aluminum, copper and alloys containing these metals.
このような方法とすることにより、種々の用途に使用可能な多孔構造体を製造することが可能となる。 By setting it as such a method, it becomes possible to manufacture the porous structure which can be used for various uses.
[17]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記筒状外周部材、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材のうち少なくとも1つの部材は、他の部材とは異なる金属素材からなることが好ましい。 [17] In the method for producing a porous structure of the present invention, at least one member of the cylindrical outer peripheral member, the at least one cylindrical inner peripheral member, and the columnar innermost peripheral member is another member. It is preferable that it consists of a different metal material.
このような方法とすることにより、種々の用途に使用可能な多孔構造体を製造することが可能となる。例えば、軟磁性金属材料からなる筒状外周部材を用いた場合は、筒状外周部材が磁石に引き寄せられる多孔構造体、筒状外周部材よりも内側への磁気シールドが可能な多孔構造体を製造することが可能となる。また、例えば、筒状外周部材、円筒状内周部材及び円柱状最内周部材としてそれぞれ異なる触媒効果を有する金属素材を用いた場合は、2以上の異なる触媒効果を有する多孔構造体を製造することが可能となる。 By setting it as such a method, it becomes possible to manufacture the porous structure which can be used for various uses. For example, when a cylindrical outer peripheral member made of a soft magnetic metal material is used, a porous structure in which the cylindrical outer peripheral member is attracted to the magnet and a porous structure capable of magnetic shielding inside the cylindrical outer peripheral member are manufactured. It becomes possible to do. Further, for example, when metal materials having different catalytic effects are used as the cylindrical outer peripheral member, the cylindrical inner peripheral member, and the columnar innermost peripheral member, a porous structure having two or more different catalytic effects is manufactured. It becomes possible.
[18]本発明の多孔構造体の製造方法においては、前記多孔構造体は、射出成形時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン又はその先端部であることが好ましい。 [18] In the method for producing a porous structure of the present invention, the porous structure is preferably a degassing pin for discharging a gas contained in the melt-molded material at the time of injection molding or a tip portion thereof.
このような方法とすることにより、本発明の多孔構造体の製造方法を用いて、射出成形時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン又はその先端部を製造することができる。 By setting it as such a method, the degassing pin which discharges | emits the gas contained in a melt molding material at the time of injection molding, or its front-end | tip part can be manufactured using the manufacturing method of the porous structure of this invention.
以上に説明した本発明の多孔構造体の製造方法によれば、ダイカスト成形などの射出成形時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン、原子力発電所の冷却管内の圧力が所定値よりも高くならないようにするための圧力逃がしフィルター、自動車の排気ガスなどからパティキュレート、窒素酸化物などを除去する排気ガス浄化用の触媒担持用フィルター、燃料電池の陽極又は陰極に用いられ触媒を担持可能な電極材料、生体内から血栓、異物などを除去するための異物フィルターなど様々な用途に用いる多孔構造体を製造することができる。 According to the method for manufacturing a porous structure of the present invention described above, a degassing pin that discharges a gas contained in a melt-molded material during injection molding such as die casting, and a pressure in a cooling pipe of a nuclear power plant is a predetermined value. Pressure relief filter to prevent it from becoming higher than the above, catalyst support filter for exhaust gas purification that removes particulates, nitrogen oxides, etc. from automobile exhaust gas, etc., catalyst used for anode or cathode of fuel cell It is possible to manufacture porous structures used for various applications such as a supportable electrode material, a foreign matter filter for removing thrombus, foreign matter and the like from the living body.
以下、本発明の多孔構造体の製造方法について、図に示す実施の形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the porous structure of this invention is demonstrated based on embodiment shown to a figure.
[実施形態]
図1は、実施形態に係る多孔構造体の製造方法によって製造される多孔構造体1を説明するために示す図である。図1(a)は多孔構造体1の斜視図であり、図1(b)は多孔構造体1の平面図であり、図1(c)は多孔構造体1の縦断面図であり、図1(d)はガス抜きピン100の縦断面図である。
[Embodiment]
Drawing 1 is a figure shown in order to explain
図2は、筒状外周部材10を説明するために示す図である。図2(a)は筒状外周部材10の斜視図であり、図2(b)は筒状外周部材10の平面図であり、図2(b)は筒状外周部材10の縦断面図である。
FIG. 2 is a view for explaining the cylindrical outer
図3は、円筒状内周部材20aを説明するために示す図である。図3(a)は円筒状内周部材20aの斜視図であり、図3(b)は軸方向先端側から円筒状内周部材20aを見た図であり、図3(c)は軸方向基端側から円筒状内周部材20aを見た図であり、図3(d)は円筒状内周部材20aの縦断面図であり、図3(e)は図3(c)の符号Rを拡大して示す図である。
FIG. 3 is a view for explaining the cylindrical inner
図4は、円筒状内周部材20bを説明するために示す図である。図4(a)は円筒状内周部材20bの斜視図であり、図4(b)は軸方向先端側から円筒状内周部材20bを見た図であり、図4(c)は軸方向基端側から円筒状内周部材20bを見た図であり、図4(d)は円筒状内周部材20bの縦断面図であり、図4(e)は図4(c)の符号Rを拡大して示す図である。
FIG. 4 is a view for explaining the cylindrical inner
図5は、円柱状最内周部材30を説明するために示す図である。図5(a)は円柱状最内周部材30の斜視図であり、図5(b)は軸方向先端側から円柱状最内周部材30を見た図であり、図5(c)は軸方向基端側から円柱状最内周部材30を見た図であり、図5(d)は円柱状最内周部材30の縦断面図であり、図5(e)は図5(c)の符号Rを拡大して示す図である。
なお、図2〜図5のうち、図3〜図5は、図2よりも図示対象を拡大して示している。
FIG. 5 is a view for explaining the cylindrical innermost
2 to 5, FIGS. 3 to 5 show the objects to be enlarged in comparison with FIG. 2.
図6は、筒状外周部材10の製造工程を説明するために示す図である。図6(a)〜図6(d)は各工程図である。
図7は、円筒状内周部材20aの製造工程を説明するために示す図である。図7(a)〜図7(d)は各工程図である。
図8は、円筒状内周部材20bの製造工程を説明するために示す図である。図8(a)〜図8(d)は各工程図である。
図9は、円柱状最内周部材30の製造工程を説明するために示す図である。図9(a)〜図9(d)は各工程図である。
FIG. 6 is a view for explaining the manufacturing process of the cylindrical outer
FIG. 7 is a view for explaining the manufacturing process of the cylindrical inner
FIG. 8 is a figure shown in order to demonstrate the manufacturing process of the cylindrical inner
FIG. 9 is a view for explaining the manufacturing process of the cylindrical innermost
図10は、仮組立体40を説明するために示す図である。図10(a)は仮組立体40の斜視図であり、図10(b)は仮組立体40の縦断面図である。
図11は、圧入工程を説明するために示す図である。図11(a)〜図11(c)は各工程図である。
FIG. 10 is a view for explaining the
FIG. 11 is a diagram for explaining the press-fitting process. Fig.11 (a)-FIG.11 (c) are each process drawing.
1.多孔構造体1の構成
実施形態における多孔構造体1は、図1(a)〜図1(c)に示すように、筒状外周部材10の内側に、2つの円筒状内周部材20a,20bと、円柱状最内周部材30とが順次挿入された構造を有し、かつ、筒状外周部材10、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30のうち、径方向に隣接する2つの部材間(「筒状外周部材10と円筒状内周部材20aとの間」、「円筒状内周部材20aと円筒状内周部材20bとの間」及び「円筒状内周部材20bと円柱状最内周部材30との間」)に複数の貫通孔Hが形成されてなる。複数の貫通孔Hは、多孔構造体1の軸方向に沿って形成されている。
複数の貫通孔Hの長さLは、3mmである。また、詳細は後述するが、貫通孔のうち最も大きい貫通孔の断面積Sは、0.0104mm2〜0.0123mm2であり、「L×(S−0.5)」で定義されるアスペクト比Aは、約27〜約29となる。
多孔構造体1は、図1(d)に示すように、射出成形加工時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン100の先端部である。
ガス抜きピン100は、長手方向に沿ってガス抜き孔112が形成されているピン本体部110と、多孔構造体1とを有する。
1. Configuration of
The length L of the plurality of through holes H is 3 mm. Further details will be described later, the cross-sectional area S of the largest through-hole of the through hole is 0.0104mm 2 ~0.0123
As shown in FIG. 1D, the
The
詳しい説明は省略するが、ピン本体部110の先端部には、多孔構造体1を取り付けるための本体側ネジ部と、本体側ネジ部の基端側に位置する軸合わせ用円柱部とが形成されている。
多孔構造体1の基端部には、図1(c)に示すように、軸合わせ用円柱部と嵌合する形状を有する軸合わせ用凹部18と、軸合わせ用凹部18の先端側に位置し、本体側ネジ部に対応する構造を有する多孔構造体側ネジ部19とが形成されている。
多孔構造体1は、軸合わせ用円柱部及び軸合わせ用凹部18によって軸合わせされた状態で、本体側ネジ部及び多孔構造体側ネジ部19によって、ピン本体部110の先端部に取り付けられている。
Although a detailed description is omitted, a main body side screw portion for attaching the
As shown in FIG. 1C, the base end portion of the
The
2.多孔構造体1を構成する各部材の構成
(1)筒状外周部材10
筒状外周部材10は、図2に示すように、円筒形状を有し、軸方向に延在する円形孔11を有する。また、筒状外周部材10には、図2(c)に示すように、軸合わせ用凹部18と、多孔構造体側ネジ部19とが形成されている。筒状外周部材は、ステンレス鋼の一種であるSUS303からなる。筒状外周部材の外径は、8.00mmである。円形孔11の直径は、4.00mmである。
2. Configuration of each member constituting porous structure 1 (1) Cylindrical outer
As shown in FIG. 2, the cylindrical outer
(2)円筒状内周部材20a
円筒状内周部材20aは、図3に示すように、軸方向に延在する円形孔21aを有し、軸方向基端側に位置する円筒状内周部材基端部22aと軸方向先端側に位置する円筒状内周部材先端部23aとに区画され、かつ、円筒状内周部材基端部22aから円筒状内周部材先端部23aにかけて連続する複数の溝24aが外周面に形成されている。当該複数の溝24aは、後述する圧入工程の後には、他の部材における複数の溝とともに複数の貫通孔Hを構成する。円筒状内周部材20aは、ステンレス鋼の一種であるSUS303からなる。
(2) Cylindrical inner
As shown in FIG. 3, the cylindrical inner
円形孔21aの直径は、3.00mmである。
円筒状内周部材基端部22aは、図3(d)に示すように、筒状外周部材10における円形孔11の直径である第1外周側内径ID1(4.00mm)よりも小さな第1内周側外径OD1(3.98mm)を有する。
円筒状内周部材先端部23aは、軸方向先端側に向かって外径が、「第1内周側外径OD1(3.98mm)」から「第1外周側内径ID1(4.00mm)よりも大きな第2内周側外径OD2(4.02mm)」まで徐々に大きくなるようなテーパー形状を有する。なお、当該テーパー形状は、直線的に外径が大きくなるような形状であり、後述する円筒状内周部材20b及び円柱状最内周部材30におけるテーパー形状も同様の形状である。
つまり、円筒状内周部材20aは、「ID1−0.04mm≦OD1<ID1」及び「ID1+0.005mm≦OD2≦ID1+0.04mm」の関係を満たすように設定されている。
The diameter of the
As shown in FIG. 3D, the cylindrical inner peripheral member
The cylindrical inner circumferential member
That is, the cylindrical inner
複数の溝24aは、溝の壁面同士のなす角が略90°のV字状溝である。複数の溝24aは、軸方向に沿って形成されている。
複数の溝24aの深さdは、0.13mm(130μm)であり、複数の溝24aの数nは、45個である。つまり、円筒状内周部材20aにおいては、「(20.5×d×n)/(π×OD2)=約0.66」となり、円筒状内周部材20aは「0.5≦((20.5×d×n)/(π×OD2))≦0.8」の条件を満たすように設定されている。
また、複数の溝24aの断面積は、それぞれ約0.013mm2(約13000μm2)である。
なお、本発明において、溝の深さとは、図3(e)に示すように、部材先端部における溝の壁面の長さのことをいう。
The plurality of
The depth d of the plurality of
The cross-sectional areas of the plurality of
In the present invention, the depth of the groove means the length of the wall surface of the groove at the tip portion of the member, as shown in FIG.
円筒状内周部材20aは、図示による詳しい説明は省略するが、後述する圧入工程実施前における円筒状内周部材20aを軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS1とし、圧入工程実施後における円筒状内周部材20aを軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS2としたとき、「0.8≦(S2/S1)≦0.95」の条件を満たす。
なお、圧入工程実施前における円筒状内周部材を軸方向先端側から見たときの溝の断面積とは、第2内周側外径を構成する弧と、溝の壁面とが構成する略扇形の面積をいう。また、圧入工程実施後における円筒状内周部材を軸方向先端側から見たときの溝の断面積は、多孔構造体1を軸方向先端側から見たときにおける各貫通孔Hの開口面積と等しい。
Although the cylindrical inner
The cross-sectional area of the groove when the cylindrical inner peripheral member before the press-fitting process is viewed from the axial front end side is an abbreviation formed by the arc that forms the second inner peripheral side outer diameter and the wall surface of the groove. The area of a sector. Moreover, the cross-sectional area of the groove when the cylindrical inner peripheral member is viewed from the axial front end side after the press-fitting step is the opening area of each through hole H when the
(3)円筒状内周部材20b
円筒状内周部材20bは、図4に示すように、軸方向に延在する円形孔21bを有し、軸方向基端側に位置する円筒状内周部材基端部22bと軸方向先端側に位置する円筒状内周部材先端部23bとに区画され、かつ、円筒状内周部材基端部22bから円筒状内周部材先端部23bにかけて連続する複数の溝24bが外周面に形成されている。当該複数の溝24bは、後述する圧入工程の後には、他の部材における複数の溝とともに複数の貫通孔Hを構成する。円筒状内周部材20bは、ステンレス鋼の一種であるSUS303からなる。
(3) Cylindrical inner
As shown in FIG. 4, the cylindrical inner
円形孔21bの直径は、2.00mmである。
円筒状内周部材基端部22bは、円筒状内周部材20aにおける円形孔21aの直径である第1外周側内径ID1(3.00mm)よりも小さな第1内周側外径OD1(2.98mm)を有する。
円筒状内周部材先端部23bは、軸方向先端側に向かって外径が、「第1内周側外径OD1(2.98mm)」から「第1外周側内径ID1(3.00mm)よりも大きな第2内周側外径OD2(3.02mm)」まで徐々に大きくなるようなテーパー形状を有する。
つまり、円筒状内周部材20bは、「ID1−0.04mm≦OD1<ID1」及び「ID1+0.005mm≦OD2≦ID1+0.04mm」の関係を満たすように設定されている。
The diameter of the
The cylindrical inner peripheral member
The cylindrical inner peripheral member
That is, the cylindrical inner
複数の溝24bは、溝の壁面同士のなす角が略90°のV字状溝である。複数の溝24bは、軸方向に沿って形成されている。
複数の溝24bの深さdは、0.13mm(130μm)であり、複数の溝20bの数nは、36個である。つまり、円筒状内周部材20bにおいては、「(20.5×d×n)/(π×OD2)=約0.70」となり、円筒状内周部材20bは「0.5≦((20.5×d×n)/(π×OD2))≦0.8」の条件を満たすように設定されている。
また、複数の溝24bの断面積は、それぞれ約0.013mm2(約13000μm2)である。
The plurality of
The depth d of the plurality of
The cross-sectional areas of the plurality of
円筒状内周部材20bは、図示による詳しい説明は省略するが、後述する圧入工程実施前における円筒状内周部材20bを軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS1とし、圧入工程実施後における円筒状内周部材20bを軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS2としたとき、「0.8≦(S2/S1)≦0.95」の条件を満たす。
Although the cylindrical inner
(4)円柱状最内周部材30
円柱状最内周部材30は、図5に示すように、円柱状最内周部材基端部32と円柱状最内周部材先端部33とに区画され、円柱状最内周部材基端部32から円柱状最内周部材先端部33にかけて連続する複数の溝34が外周面に形成されている。当該複数の溝34は、後述する圧入工程の後には、他の部材における複数の溝とともに複数の貫通孔Hを構成する。円柱状最内周部材30は、ステンレス鋼の一種であるSUS303からなる。
(4) Columnar
As shown in FIG. 5, the cylindrical innermost
円柱状最内周部材基端部32は、円筒状内周部材20bにおける円形孔21bの直径、つまり第2外周側内径ID2(2.00mm)よりも小さな第3内周側外径OD3(1.98mm)を有する。
円柱状最内周部材先端部33は、軸方向先端側に向かって外径が、「第3内周側外径OD3(1.98mm)」から「第2外周側内径ID2(2.00mm)よりも大きな第4内周側外径OD4(2.03mm)」まで徐々に大きくなるようなテーパー形状を有する。
つまり、円柱状最内周部材30は、「ID2−0.04mm≦ID3<ID2」及び「ID2+0.005mm≦OD4≦ID2+0.06mm」の関係を満たすように設定されている。
The cylindrical innermost peripheral member
The outermost diameter of the cylindrical innermost peripheral member
That is, the cylindrical innermost
複数の溝34は、溝の壁面同士のなす角が略90°のV字状溝である。複数の溝34は、軸方向に沿って形成されている。
複数の溝34の深さdは、0.13mm(130μm)であり、複数の溝34の数nは、24個である。つまり、円柱状最内周部材30においては、「(20.5×d×n)/(π×OD4)=約0.69」となり、円柱状最内周部材30は「0.2≦((20.5×d×n)/(π×OD4))≦0.8」の条件を満たす。
また、複数の溝30の断面積は、それぞれ約0.013mm2(約13000μm2)である。
The plurality of
The depth d of the plurality of
The cross-sectional areas of the plurality of
円柱状最内周部材30は、後述する圧入工程実施前における円柱状最内周部材30を軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS3とし、圧入工程実施後における円柱状最内周部材30を軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS4としたとき、「0.4≦(S4/S3)≦0.80」の条件を満たす。
なお、圧入工程実施前における円柱状最内周部材を軸方向先端側から見たときの溝の断面積とは、第4内周側外径を構成する弧と、溝の壁面とが構成する略扇形の面積をいう。また、圧入工程実施後における円柱状最内周部材を軸方向先端側から見たときの溝の断面積は、多孔構造体1を軸方向先端側から見たときにおける各貫通孔Hの開口面積と等しい。
The cylindrical
The cross-sectional area of the groove when the cylindrical innermost member before the press-fitting process is viewed from the axial front end side is constituted by an arc that forms the fourth inner peripheral outer diameter and the wall surface of the groove. An area of a substantially fan shape. The cross-sectional area of the groove when the cylindrical innermost peripheral member is viewed from the axial front end side after the press-fitting process is performed is the opening area of each through hole H when the
3.多孔構造体1の製造方法
以下、図6〜図11を用いて、上記した多孔構造体1の製造方法を説明する。
(1)部材準備工程
当該部材準備工程は、上記「2.多孔構造体1を構成する各部材の構成」で説明した筒状外周部材10、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を準備する工程である。
3. Method for Producing
(1) Member preparation process The said member preparation process is the cylindrical outer
まず、円筒状内周部材10に対応する外径(例えば、8.00mm)及び内径(例えば、4.00mm)を有する管材200を準備する管材準備工程(図6(a)参照。)と、管材200から筒状外周部材10の基材202を切断により形成する切断工程(図6(b)参照。)と、基材202の内部に軸合わせ用凹部18及び多孔構造体側ネジ部19を形成して基材202を筒状外周部材10とする内部構造形成工程(図6(c)及び図6(d)参照。)とをこの順序で実施することにより、筒状外周部材10を作製する。
First, a tube material preparation step (see FIG. 6A) for preparing a
次に、円筒状内周部材20aに対応する外径(例えば、4.10mm)及び内径(例えば、3.00mm)を有する管材210aを準備する管材準備工程(図7(a)参照。)と、円筒状内周部材20aにおける複数の溝24aに対応する複数の溝を切削加工により管材210aの外周面に形成する溝形成工程(図7(b)参照。)と、管材210aの外周面が円筒状内周部材20aの外周面と同一の形状となるように管材210aの外周面に切削加工を施す外周面整形工程(図7(c)参照。)と、管材210aを所定の長さで切断して作製された円筒状内周部材20aを回収する回収工程(図7(d)参照。)とをこの順序で実施することにより、円筒状内周部材20aを作製する。
Next, a tube material preparation step (see FIG. 7A) for preparing a
次に、円筒状内周部材20bに対応する外径(例えば、3.10mm)及び内径(例えば、2.00mm)を有する管材210bを準備する管材準備工程(図8(a)参照。)と、円筒状内周部材20bにおける複数の溝24bに対応する複数の溝を切削加工により管材210bの外周面に形成する溝形成工程(図8(b)参照。)と、管材210bの外周面が円筒状内周部材20bの外周面と同一の形状となるように管材210bの外周面に切削加工を施す外周面整形工程(図8(c)参照。)と、管材210bを所定の長さで切断して作製された円筒状内周部材20bを回収する回収工程(図8(d)参照。)とをこの順序で実施することにより、円筒状内周部材20bを作製する。
Next, a tube material preparation step (see FIG. 8A) for preparing a
最後に、円柱状最内周部材30に対応する外径(例えば、2.10mm)を有する丸棒220を準備する丸棒準備工程(図9(a)参照。)と、円柱状最内周部材30における複数の溝34に対応する複数の溝を切削加工により丸棒220の外周面に形成する溝形成工程(図9(b)参照。)と、丸棒220の外周面が円柱状最内周部材30の外周面と同一の形状となるように丸棒220の外周面に切削加工を施す外周面整形工程(図9(c)参照。)と、丸棒220を所定の長さで切断して作製された円柱状最内周部材30を回収する回収工程(図9(d)参照。)とをこの順序で実施することにより、円柱状最内周部材30を作製する。
Finally, a round bar preparing step (see FIG. 9A) for preparing a
以上のようにして、筒状外周部材10、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を準備する。
なお、上記部材準備工程の説明においては、筒状外周部材10、円筒状内周部材20a、円筒状内周部材20b、円柱状最内周部材30の順番で各部材を作製するように説明したが、本発明はこれに限られず、任意の順番で各部材を作製してもよいし、同時に各部材を作製してもよい。
As described above, the cylindrical outer
In the description of the member preparation step, it has been described that each member is manufactured in the order of the cylindrical outer
(2)仮組立体作製工程
部材準備工程の次に、仮組立体作成工程を実施する。
具体的には、図10に示すように、筒状外周部材10の内側に、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30がそれぞれ、円筒状内周部材基端部22a,22b側及び円柱状最内周部材基端部32側から順次挿入された構造を有する仮組立体40を作製する。このとき、図10(b)に示すように、円筒状内周部材20a,20bは円筒状内周部材基端部22a,22bと円筒状内周部材先端部23a,23bとの境界まで挿入され、円柱状最内周部材30は円柱状最内周部材基端部32と円柱状最内周部材先端部33との境界まで挿入され、それぞれ正しい姿勢で安定に保持される。
(2) Temporary assembly production process Next to the member preparation process, a temporary assembly production process is performed.
Specifically, as shown in FIG. 10, cylindrical inner
(3)圧入工程
仮組立体作製工程の次に、圧入工程を実施する。
具体的には、図11に示すように、筒状外周部材10に対して、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を軸方向に沿って圧入することにより、筒状外周部材10、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30が一体化された多孔構造体1を作製する。圧入は、パンチ310によって行う。
当該圧入工程においては、筒状外周部材10における軸方向基端側に圧力受部材300を配置した状態で、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を軸方向に沿って圧入する。
(3) Press-in process The press-in process is performed after the temporary assembly manufacturing process.
Specifically, as shown in FIG. 11, the cylindrical inner
In the press-fitting step, the cylindrical inner
4.実施形態に係る多孔構造体の製造方法の効果
以下、実施形態に係る多孔構造体の製造方法の効果を記載する。
4). Effects of the porous structure manufacturing method according to the embodiment The effects of the porous structure manufacturing method according to the embodiment will be described below.
実施形態に係る多孔構造体の製造方法によれば、「筒状外周部材10と円筒状内周部材20aとの間」、「円筒状内周部材20aと円筒状内周部材20bとの間」及び「円筒状内周部材20bと円柱状最内周部材30との間」の3周にわたって複数の貫通孔Hが形成されているため、従来の多孔構造体901の場合よりも多数の貫通孔を形成することが可能となる。
According to the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, “between the cylindrical outer
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法によれば、筒状外周部材10の内側に、円筒状内周部材20a,20bと、円柱状最内周部材30とが順次挿入された構造を有するため、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30としてある程度厚さ寸法の大きいものを用いて、従来の多孔構造体901の場合よりも機械的強度を高くすることが可能となる。
Moreover, according to the manufacturing method of the porous structure which concerns on embodiment, the structure by which cylindrical inner
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法によれば、筒状外周部材10に対して、ともに所定のテーパー形状を有する円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を軸方向に沿って圧入することにより多孔構造体1を作製する圧入工程を含むため、筒状外周部材10、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30が高い機械的強度で一体化された多孔構造体1を製造することが可能となり、この観点からも、従来の多孔構造体901の場合よりも機械的強度を高くすることが可能となる。
In addition, according to the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, the cylindrical inner
その結果、実施形態に係る多孔構造体の製造方法によれば、従来の多孔構造体901の場合よりも多数の微細貫通孔を形成することが可能で、かつ、従来の多孔構造体901の場合よりも機械的強度を高くすることが可能な多孔構造体を製造することが可能となる。
As a result, according to the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, it is possible to form a larger number of fine through holes than in the case of the conventional
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法によれば、第1外周側内径、第1内周側外径、第2内周側外径、第2外周側内径、第3内周側外径及び第4内周側外径の値を適切な値に設定しているので、圧入による貫通孔断面積の矮小化を所定範囲に収めながら、圧入による機械的強度の増大を図ることが可能となるため、多孔構造体の性能と多孔構造体の機械的強度とを両立させることが可能となる。 Moreover, according to the manufacturing method of the porous structure which concerns on embodiment, 1st outer peripheral side inner diameter, 1st inner peripheral side outer diameter, 2nd inner peripheral side outer diameter, 2nd outer peripheral side inner diameter, 3rd inner peripheral side outer Since the values of the diameter and the fourth inner peripheral side outer diameter are set to appropriate values, it is possible to increase the mechanical strength by press-fitting while keeping the through-hole cross-sectional area small by press-fitting within a predetermined range. Therefore, it is possible to achieve both the performance of the porous structure and the mechanical strength of the porous structure.
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、多孔構造体1が2つの円筒状内周部材20a,20bを備えるため、比較的太い多孔構造体1を製造することができる。また、貫通孔総断面積の比較的大きな多孔構造体を製造することができる。
Moreover, in the manufacturing method of the porous structure which concerns on embodiment, since the
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、部材準備工程において準備する円筒状内周部材20a,20bは、上記したような管材準備工程と、溝形成工程と、外周面整形工程とをこの順序で実施することにより作製されたものであるため、通常の切削加工を用いて、管材210a,210bから円筒状内周部材を作製することができる。
Moreover, in the manufacturing method of the porous structure which concerns on embodiment, cylindrical inner
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、管材210a,210bを所定の長さで切断して作製された円筒状内周部材20a,20bを回収する回収工程を実施するため、1本の管材210a,210bから多数の円筒状内周部材20a,20bを高い生産性で作製することが可能となる。
Further, in the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, in order to carry out a recovery step of recovering the cylindrical inner
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、部材準備工程において準備する円柱状最内周部材30は、上記したような丸棒準備工程と、溝形成工程と、外周面整形工程とをこの順序で実施することにより作製されたものであるため、通常の切削加工を用いて、丸棒220から円柱状最内周部材30を作製することができる。
Moreover, in the manufacturing method of the porous structure which concerns on embodiment, the cylindrical innermost
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、丸棒220を所定の長さで切断して作製された円柱状最内周部材30を回収する回収工程を実施するため、1本の丸棒220から多数の円柱状最内周部材30を高い生産性で作製することが可能となる。
Moreover, in the manufacturing method of the porous structure which concerns on embodiment, in order to implement the collection process which collect | recovers the cylindrical innermost
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、円筒状内周部材20a,20bが「ID1−0.04mm≦OD1<ID1」及び「ID1+0.005mm≦OD2≦ID1+0.04mm」の関係を満たすように設定され、円柱状最内周部材30が「ID2−0.04mm≦ID3<ID2」及び「ID2+0.005mm≦OD4≦ID2+0.06mm」の関係を満たすように設定されているため、適切な圧力範囲で圧入工程を実施することが可能となり、その結果、圧入による貫通孔断面積の矮小化を所定範囲に収めながら、圧入による機械的強度の増大を図ることが可能となる。
Moreover, in the manufacturing method of the porous structure which concerns on embodiment, cylindrical inner
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、部材準備工程において準備する円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30における各複数の溝24a,24b,34は、溝の壁面同士のなす角が略90°のV字状溝であるため、通常の切削工具を用いて容易に複数の溝を形成することができる。
In the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, the plurality of
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、「0.8≦(S2/S1)≦0.95」の条件を満たすため、高い機械的強度及び大きい貫通孔総断面積を両立させることができる。 In the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, since the condition of “0.8 ≦ (S2 / S1) ≦ 0.95” is satisfied, both high mechanical strength and a large total cross-sectional area of the through-hole are achieved. be able to.
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、「0.4≦(S4/S3)≦0.80」の条件を満たすため、高い機械的強度及び大きい貫通孔総断面積を両立させることができる。 Further, in the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, since the condition of “0.4 ≦ (S4 / S3) ≦ 0.80” is satisfied, both high mechanical strength and a large total cross-sectional area of the through-hole are achieved. be able to.
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、円筒状内周部材20a,20bが「0.5≦((20.5×d×n)/(π×OD2))≦0.8」の条件を満たすように設定されているため、高い機械的強度及び高い貫通孔総断面積比率を両立させることができる。
Further, in the manufacturing method of the porous structure of the embodiment, the cylindrical inner
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、円柱状最内周部材30が「0.2≦((20.5×d×n)/(π×OD4))≦0.8」の条件を満たすように設定されているため、所定の貫通孔総断面積比率を確保しながら、円柱状最内周部材30を抜け止めピンとして働かせることができ、より一層高い機械的強度を実現することができる。
In the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, the cylindrical innermost
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、各複数の溝24a,24b,34の深さは、300μmであるため、比較的浅い溝を用いて貫通孔Hが形成されてなる多孔構造体を製造することが可能となる。
Further, in the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, since the depth of each of the plurality of
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、各溝24a,24b,34の断面積が約13000μm2であるため、比較的小さな断面積を有する多孔構造体を製造することが可能となる。
In the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, since the cross-sectional area of each
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、「L×(S−0.5)」で定義されるアスペクト比Aが約27〜約29となるため、深孔からなる貫通孔が形成された多孔構造体を製造することが可能となる。 In the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, since the aspect ratio A defined by “L × (S −0.5 )” is about 27 to about 29, a through hole including a deep hole is formed. The formed porous structure can be manufactured.
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、圧入工程において、筒状外周部材10における軸方向基端側に圧力受部材300を配置した状態で、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を軸方向に沿って圧入するため、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を所定の深さまで圧入することが可能となる。また、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30を所定の圧力条件下で圧入することが可能となる。
In the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, in the press-fitting step, the cylindrical inner
また、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、筒状外周部材10、円筒状内周部材20a,20b及び円柱状最内周部材30がすべて金属素材(SUS303)からなるため、ガス抜きピンの先端部をはじめ種々の用途に使用可能な多孔構造体を製造することが可能となる。
In the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, the cylindrical outer
さらにまた、実施形態に係る多孔構造体の製造方法においては、多孔構造体1は、射出成形時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン100の先端部を構成するため、実施形態に係る多孔構造体の製造方法を用いて、射出成形時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン100を製造することができる。
Furthermore, in the method for manufacturing a porous structure according to the embodiment, the
以上、本発明の多孔構造体の製造方法を上記の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において実施することが可能であり、例えば、次のような変形も可能である。 As mentioned above, although the manufacturing method of the porous structure of the present invention was explained based on the above-mentioned embodiment, the present invention is not limited to this, and can be carried out without departing from the gist thereof, For example, the following modifications are possible.
(1)上記実施形態においては、2つの円筒状内周部材20a,20bを用いて多孔構造体1を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。図12は、変形例1に係る多孔構造体の製造方法によって製造された多孔構造体2を説明するために示す図である。図13は、変形例2に係る多孔構造体の製造方法によって製造された多孔構造体3を説明するために示す図である。図12に示すように、1つの円筒状内周部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。このような方法とすることにより、比較的細い多孔構造体を製造することができる。また、図13に示すように、8つの円筒状内周部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。このような方法とすることにより、比較的太い多孔構造体を製造することができる。
(1) In the said embodiment, although the
(2)本発明の多孔構造体の製造方法によれば、筒状外周部材及び少なくとも1以上の円筒状内周部材としてそれぞれ複数種類の部材を準備するとともに1種類の円柱状最内周部材を準備しておけば、上記実施形態、変形例1及び変形例2における各多孔構造体1,2,3のように様々な種類の多孔構造体を製造することが可能となる。このため、少なくとも1以上の円筒状内周部材及び円柱状最内周部材30については部材の共通化を図ることができ、また、製品毎に多孔構造体を一から設計して製造するのではなく上記した部材を適宜組み合わせるだけで種々の多孔構造体を柔軟に製造できるため、多孔構造体の製造コストを大幅に低減することが可能となる。
(2) According to the method for producing a porous structure of the present invention, a plurality of types of members are prepared as a cylindrical outer peripheral member and at least one cylindrical inner peripheral member, respectively, and a single columnar innermost peripheral member is prepared. If prepared, various types of porous structures such as the
(3)上記変形例1及び変形例2においては、上記実施形態の場合と同じ肉厚(0.5mm)の円筒状内周部材を用いて各多孔構造体1,2,3を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。図14は、変形例3に係る多孔構造体の製造方法によって製造された多孔構造体4を説明するために示す図である。図14に示すように、上記実施形態の場合よりも薄い肉厚(0.25mm)を有する円筒状部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。また、上記実施形態の場合よりも厚い肉厚を有する円筒状部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。
(3) In the first and second modified examples, the
(4)上記実施形態においては、複数の溝24a,24b,34が軸方向に沿って直線的に形成されている各部材20a,20b,30を用いて多孔構造体1を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。図15は、変形例4に係る多孔構造体の製造方法における仮組立体41を示す図である。図15に示すように、複数の溝がらせん状に形成されている各部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。
(4) In the above embodiment, the
(5)上記実施形態においては、貫通孔Hの長さが3mmの多孔構造体1を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。図16は、変形例5に係る多孔構造体の製造方法によって製造された多孔構造体6を説明するために示す図である。図16に示すように、貫通孔の長さが実施形態の場合よりも長い多孔構造体を製造してもよい。
(5) In the above embodiment, the
(6)上記実施形態及び各変形例に係る多孔構造体の製造方法においては、圧入工程の後に曲げ加工工程をさらに実施することにより、曲線状の多孔構造体を製造することができる。なお、ここで言う曲げ加工工程とは、貫通孔を維持したまま多孔構造体を曲げ加工する工程をいう。 (6) In the manufacturing method of the porous structure according to the embodiment and each modification, a curved porous structure can be manufactured by further performing a bending process after the press-fitting process. In addition, the bending process said here means the process of bending a porous structure, maintaining a through-hole.
(7)上記実施形態においては、単調に外径が大きくなるようなテーパー形状の円筒状内周部材先端部23a,23b及び円柱状最内周部材先端部33を有する各部材20a,20b,30を用いて多孔構造体1を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。図17は、変形例6に係る多孔構造体の製造方法における各部材20a,20b,30を説明するために示す図である。例えば、図17に示すように、途中まで単調に外径が大きくなり(符号23a−1,23b−1,33−1)、その後は外径の変化のない(符号23a−2,23b−2,33−2)テーパー形状の円筒状内周部材先端部及び円柱状最内周部材先端部を有する各部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。また、曲線的に外径が大きくなるようなテーパー形状の円筒状内周部材先端部及び円柱状最内周部材先端部を有する各部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。
(7) In the above-described embodiment, the
(8)上記実施形態においては、全て同形状の複数の溝24a,24b,34を用いて貫通孔Hを形成したが、本発明はこれに限定されるものではない。図18は、変形例7に係る多孔構造体の製造方法によって製造された多孔構造体8の上面図である。図19は変形例8に係る多孔構造体の製造方法によって製造された多孔構造体9の上面図である。例えば、図18に示すように、同一周に位置する溝のサイズ(又は形状)が一定でないような貫通孔を形成してもよいし、図19に示すように、異なる部材間で溝のサイズ(又は形状)が異なるような貫通孔を形成してもよい。また、軸方向に沿ってサイズ(又は形状)が変化する(分岐する、段々太くなる等)溝を用いて貫通孔を形成してもよい。
(8) In the above embodiment, the through holes H are formed by using the plurality of
(9)上記実施形態においては、SUS303からなる各部材10,20a,20b,30を用いて多孔構造体を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、熱間金型鋼、SUS303以外のステンレス鋼などの鉄鋼、その他の鉄合金、金、銀、白金などの貴金属、チタン、タンタルなどのレアメタル、アルミニウム、銅、これらの金属の合金などからなる各部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。
(9) In the above embodiment, the porous structure is manufactured using the
(10)上記実施形態においては、全て同様の金属素材(SUS303)からなる各部材10,20a,20b,30を用いて多孔構造体を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。少なくとも1つの部材が他の部材とは異なる金属素材からなる各部材を用いて多孔構造体を製造してもよい。
(10) In the above embodiment, the porous structure is manufactured using the
(11)上記実施形態においては、ガス抜きピン100の先端部である多孔構造体1を製造したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、ガス抜きピンである多孔構造体を製造してもよい。また、原子力発電所の冷却管内の圧力が所定値よりも高くならないようにするための圧力逃がしフィルター、自動車の排気ガスなどからパティキュレート、窒素酸化物などを除去する排気ガス浄化用の触媒担持用フィルター、燃料電池の陽極又は陰極に用いられ触媒を担持可能な電極材料、生体内から血栓、異物などを除去するための異物フィルターなどに用いる多孔構造体を製造してもよい。
(11) In the above embodiment, the
(12)上記実施形態において設定した各寸法は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。各寸法は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変更することができる。 (12) Each dimension set in the above embodiment is an exemplification, and the present invention is not limited to this. Each dimension can be arbitrarily changed without departing from the gist of the present invention.
1,2,3,4,6,8,9,901…多孔構造体、10…筒状外周部材、20,20a,20b,20c,20d,20e,20f,20g,20h,20i,20j,20k,20l,20m,20n,20o,20p…円筒状内周部材、21,21a,21b…第2円形孔、22,22a,22b…円筒状内周部材基端部、23,23a,23b…円筒状内周部材先端部、24,24a,24b…溝、30…円柱状最内周部材、32…円柱状最内周部材基端部、33…円柱状最内周部材先端部、34…溝、100,900…ガス抜きピン、110…ピン本体部、112…ガス抜き孔、910…筐体部材、920…プラグ部材、922,H…貫通孔 1, 2, 3, 4, 6, 8, 9, 901 ... porous structure, 10 ... cylindrical outer peripheral member, 20, 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h, 20i, 20j, 20k , 20l, 20m, 20n, 20o, 20p ... cylindrical inner peripheral member, 21, 21a, 21b ... second circular hole, 22, 22a, 22b ... cylindrical inner peripheral member base end, 23, 23a, 23b ... cylindrical Tip portion of the inner circumferential member, 24, 24a, 24b ... groove, 30 ... cylindrical innermost member, 32 ... cylindrical innermost member base end portion, 33 ... cylindrical innermost member distal end portion, 34 ... groove , 100, 900 ... Gas vent pin, 110 ... Pin body, 112 ... Gas vent hole, 910 ... Housing member, 920 ... Plug member, 922, H ... Through hole
Claims (18)
「前記筒状外周部材」、「前記円筒状内周部材」及び「前記円柱状最内周部材」として、「軸方向に延在する円形孔を有する前記筒状外周部材」、「『軸方向に延在する円形孔を有し』、かつ『外周側に配置される部材における円形孔の直径(以下、第1外周側内径という。)よりも小さな第1内周側外径を有し軸方向基端側に位置する円筒状内周部材基端部と、軸方向先端側に向かって外径が、前記第1外周側内径よりも小さな前記第1内周側外径から前記第1外周側内径よりも大きな第2内周側外径まで徐々に大きくなるようなテーパー形状を有し軸方向先端側に位置する円筒状内周部材先端部とに区画され』、かつ、『前記円筒状内周部材基端部から前記円筒状内周部材先端部にかけて連続する複数の溝が外周面に形成された円筒状内周部材』」及び「『外周側に配置される部材における円形孔の直径(以下、第2外周側内径という。)よりも小さな第3内周側外径を有し軸方向基端側に位置する円柱状最内周部材基端部と、軸方向先端側に向かって外径が、前記第2外周側内径よりも小さな前記第3内周側外径から前記第2外周側内径よりも大きな第4内周側外径まで徐々に大きくなるようなテーパー形状を有し軸方向先端側に位置する円柱状最内周部材先端部とに区画され』、かつ、『前記円柱状最内周部材基端部から前記円柱状最内周部材先端部にかけて連続する複数の溝が外周面に形成された円柱状最内周部材』」とを準備する部材準備工程と、
前記筒状外周部材の内側に、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材がそれぞれ、前記円筒状内周部材基端部側及び前記円柱状最内周部材基端部側から順次挿入された構造を有する仮組立体を作製する仮組立体作製工程と、
前記筒状外周部材に対して、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材を軸方向に沿って圧入することにより、前記筒状外周部材、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材が一体化された多孔構造体を作製する圧入工程とをこの順序で含むことを特徴とする多孔構造体の製造方法。 At least one or more cylindrical inner peripheral members and a columnar innermost peripheral member are sequentially inserted inside the cylindrical outer peripheral member, and the cylindrical outer peripheral member and the cylindrical inner peripheral member And a manufacturing method of a porous structure for manufacturing a porous structure in which a plurality of through holes are formed between two members adjacent in the radial direction among the cylindrical innermost peripheral members,
“The cylindrical outer peripheral member”, “the cylindrical inner peripheral member”, and “the columnar innermost peripheral member” are “the cylindrical outer peripheral member having a circular hole extending in the axial direction”, “ And has a first inner peripheral outer diameter smaller than the diameter of the circular hole in the member disposed on the outer peripheral side (hereinafter referred to as the first outer peripheral inner diameter). A cylindrical inner peripheral member base end located on the direction base end side, and an outer diameter of the first outer periphery from the first inner peripheral side outer diameter smaller than the first outer peripheral side inner diameter toward the distal end side in the axial direction. And is divided into a cylindrical inner peripheral member tip portion positioned on the tip end side in the axial direction having a tapered shape that gradually increases to the second inner peripheral side outer diameter that is larger than the side inner diameter ”, and“ the cylindrical shape A cylindrical interior in which a plurality of continuous grooves are formed on the outer peripheral surface from the inner peripheral member base end to the cylindrical inner peripheral member distal end. "Member""and""A member disposed on the outer peripheral side has a third inner peripheral outer diameter smaller than the diameter of the circular hole (hereinafter referred to as the second outer peripheral inner diameter) and is located on the axial base end side. A cylindrical innermost member base end and an outer diameter toward the distal end in the axial direction are larger than the second inner diameter from the third inner diameter and the third outer diameter. 4 is divided into a cylindrical innermost peripheral member distal end portion having a tapered shape gradually increasing to the inner peripheral outer diameter and positioned on the axial front end side ”, and“ the cylindrical innermost member base ” A member preparing step for preparing a columnar innermost peripheral member in which a plurality of continuous grooves are formed on the outer peripheral surface from the end portion to the cylindrical innermost peripheral member tip portion;
Inside the cylindrical outer peripheral member, the at least one cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member are respectively the cylindrical inner peripheral member proximal end side and the columnar innermost peripheral member proximal end. A temporary assembly manufacturing step of manufacturing a temporary assembly having a structure sequentially inserted from the part side;
By pressing the at least one cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member along the axial direction with respect to the cylindrical outer peripheral member, the cylindrical outer peripheral member and the at least one cylindrical And a press-fitting step for producing a porous structure in which the cylindrical inner peripheral member and the cylindrical innermost peripheral member are integrated in this order.
前記多孔構造体は、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材として、単一の円筒状内周部材を備えることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to claim 1,
The said porous structure is equipped with a single cylindrical inner peripheral member as said at least 1 or more cylindrical inner peripheral member, The manufacturing method of the porous structure characterized by the above-mentioned.
前記多孔構造体は、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材として、少なくとも2以上の円筒状内周部材を備えることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to claim 1,
The porous structure includes at least two or more cylindrical inner peripheral members as the at least one or more cylindrical inner peripheral members.
前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材は、
前記円筒状内周部材に対応する外径及び内径を有する管材を準備する管材準備工程と、
前記円筒状内周部材における前記複数の溝に対応する複数の溝を切削加工により前記管材の外周面に形成する溝形成工程と、
前記管材の外周面が前記円筒状内周部材の外周面と同一の形状となるように前記管材の外周面に切削加工を施す外周面整形工程とをこの順序で実施することにより作製されたものであることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure in any one of Claims 1-3,
The cylindrical inner peripheral member prepared in the member preparing step is
A tube material preparing step of preparing a tube material having an outer diameter and an inner diameter corresponding to the cylindrical inner peripheral member;
A groove forming step of forming a plurality of grooves corresponding to the plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member on the outer peripheral surface of the tube material by cutting;
The outer peripheral surface of the tubular material was produced by performing an outer peripheral surface shaping step in this order so as to cut the outer peripheral surface of the tubular material so as to have the same shape as the outer peripheral surface of the cylindrical inner peripheral member. A method for producing a porous structure, wherein
前記部材準備工程において準備する前記円柱状最内周部材は、
前記円柱状最内周部材に対応する外径を有する丸棒を準備する丸棒準備工程と、
前記円柱状最内周部材における前記複数の溝に対応する複数の溝を切削加工により前記丸棒の外周面に形成する溝形成工程と、
前記丸棒の外周面が前記円柱状最内周部材の外周面と同一の形状となるように前記丸棒の外周面に切削加工を施す外周面整形工程とをこの順序で実施することにより作製されたものであることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to any one of claims 1 to 4,
The cylindrical innermost peripheral member prepared in the member preparation step is
A round bar preparation step of preparing a round bar having an outer diameter corresponding to the cylindrical innermost peripheral member;
A groove forming step of forming a plurality of grooves corresponding to the plurality of grooves in the cylindrical innermost peripheral member on an outer peripheral surface of the round bar by cutting;
Produced by performing in this order the outer peripheral surface shaping step of cutting the outer peripheral surface of the round bar so that the outer peripheral surface of the round bar has the same shape as the outer peripheral surface of the cylindrical innermost peripheral member. A method for producing a porous structure, characterized in that
前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材は、前記第1内周側外径をOD1、前記第2内周側外径をOD2とし、前記第1外周側内径をID1としたとき、「ID1−0.04mm≦OD1<ID1」及び「ID1+0.005mm≦OD2≦ID1+0.04mm」の関係を満たすように設定され、
前記部材準備工程において準備する前記円柱状最内周部材は、前記第3内周側外径をD3、前記第4内周側外径をD4とし、前記前記第2外周側内径をID2としたとき、「ID2−0.04mm≦ID3<ID2」及び「ID2+0.005mm≦OD4≦ID2+0.06mm」の関係を満たすように設定されていることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure in any one of Claims 1-5,
The cylindrical inner peripheral member prepared in the member preparing step has the first inner peripheral side outer diameter as OD1, the second inner peripheral side outer diameter as OD2, and the first outer peripheral side inner diameter as ID1. It is set to satisfy the relationship of “ID1−0.04 mm ≦ OD1 <ID1” and “ID1 + 0.005 mm ≦ OD2 ≦ ID1 + 0.04 mm”,
The cylindrical innermost peripheral member prepared in the member preparing step has the third inner peripheral side outer diameter as D3, the fourth inner peripheral side outer diameter as D4, and the second outer peripheral side inner diameter as ID2. The method for producing a porous structure is characterized by being set to satisfy the relationship of “ID2−0.04 mm ≦ ID3 <ID2” and “ID2 + 0.005 mm ≦ OD4 ≦ ID2 + 0.06 mm”.
前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材における前記複数の溝は、溝の壁面同士のなす角が略90°のV字状溝であることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure in any one of Claims 1-6,
The plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member prepared in the member preparation step are V-shaped grooves whose angles formed by the wall surfaces of the grooves are approximately 90 °. A method for producing a porous structure.
前記圧入工程実施前における前記円筒状内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS1とし、前記圧入工程実施後における前記円筒状内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS2としたとき、「0.8≦(S2/S1)≦0.95」の条件を満たすことを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to claim 7,
The cross-sectional area of the groove when the cylindrical inner peripheral member before the press-fitting process is viewed from the axial front end side is S1, and the cylindrical inner peripheral member after the press-fitting process is performed from the axial front end side. A manufacturing method of a porous structure characterized by satisfying a condition of “0.8 ≦ (S2 / S1) ≦ 0.95”, where S2 is a sectional area of the groove when viewed.
前記圧入工程実施前における前記円柱状最内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS3とし、前記圧入工程実施後における前記円柱状最内周部材を前記軸方向先端側から見たときの溝の断面積をS4としたとき、「0.4≦(S4/S3)≦0.80」の条件を満たすことを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to claim 8,
The cross-sectional area of the groove when the cylindrical innermost peripheral member before the press-fitting process is viewed from the axial tip side is S3, and the cylindrical innermost member after the press-fitting step is the axial tip. A manufacturing method of a porous structure characterized by satisfying a condition of “0.4 ≦ (S4 / S3) ≦ 0.80”, where S4 is a sectional area of the groove when viewed from the side.
前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材における溝の深さd及び数nは、前記軸方向先端側における前記第2内周側外径をOD2としたとき、「0.5≦((20.5×d×n)/(π×OD2))≦0.8」の条件を満たすように設定されていることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to claim 7,
The depth d and the number n of the grooves in the cylindrical inner peripheral member prepared in the member preparing step are “0.5 ≦ (when the outer diameter on the second inner peripheral side at the tip end in the axial direction is OD2. (2 0.5 * d * n) / ((pi) * OD2)) <= 0.8 "It sets so that the conditions may be satisfy | filled, The manufacturing method of the porous structure characterized by the above-mentioned.
前記部材準備工程において準備する前記円柱状最内周部材における溝の深さd及び数nは、前記軸方向先端側における前記第4内周側外径をOD4としたとき、「0.2≦((20.5×d×n)/(π×OD4))≦0.8」の条件を満たすように設定されていることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to claim 10,
The depth d and the number n of the grooves in the cylindrical innermost peripheral member prepared in the member preparing step are “0.2 ≦ 4 when the outer diameter of the fourth inner peripheral side at the tip end in the axial direction is OD4. A method for producing a porous structure characterized by being set so as to satisfy the condition of ((2 0.5 × d × n) / (π × OD4)) ≦ 0.8 ”.
前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材における前記複数の溝の深さは、10μm〜1000μmの範囲内にあることを特徴とすることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to any one of claims 7 to 11,
A depth of the plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member prepared in the member preparing step is in a range of 10 μm to 1000 μm. Manufacturing method of structure.
前記部材準備工程において準備する前記円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材における前記複数の溝の断面積は、75μm2〜1000000μm2の範囲内にあることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to any one of claims 7 to 12,
Sectional area of said plurality of grooves in the cylindrical inner peripheral member and the cylindrical innermost member prepared in the member preparing step, the porous structure, characterized in that in the range of 75μm 2 ~1000000μm 2 Production method.
前記貫通孔のうち最も大きい貫通孔の断面積をSとし、前記貫通孔の長さをLとしたとき、「L×(S−0.5)」で定義されるアスペクト比Aは、10以上であることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to any one of claims 1 to 13,
When the cross-sectional area of the largest through hole is S and the length of the through hole is L, the aspect ratio A defined by “L × (S −0.5 )” is 10 or more. A method for producing a porous structure, wherein
前記圧入工程においては、前記筒状外周部材における軸方向基端側に圧力受部材を配置した状態で、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材を軸方向に沿って圧入することを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to any one of claims 1 to 14,
In the press-fitting step, the at least one cylindrical inner peripheral member and the columnar innermost peripheral member are arranged along the axial direction in a state where the pressure receiving member is disposed on the axial base end side of the cylindrical outer peripheral member. And press-fitting the porous structure.
前記筒状外周部材、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材は、すべて金属素材(例えば、熱間金型鋼、ステンレス鋼などの鉄鋼、その他の鉄合金、チタン、アルミニウム、金、銀、銅、真鍮など。)からなることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure in any one of Claims 1-15,
The cylindrical outer peripheral member, the at least one cylindrical inner peripheral member, and the columnar innermost peripheral member are all metal materials (for example, steel such as hot die steel and stainless steel, other iron alloys, titanium, A method for producing a porous structure comprising aluminum, gold, silver, copper, brass, etc.).
前記筒状外周部材、前記少なくとも1以上の円筒状内周部材及び前記円柱状最内周部材のうち少なくとも1つの部材は、他の部材とは異なる金属素材からなることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure according to claim 16,
At least one member of the cylindrical outer peripheral member, the at least one cylindrical inner peripheral member, and the columnar innermost peripheral member is made of a metal material different from other members. Manufacturing method.
前記多孔構造体は、射出成形加工時に溶融成形材料中に含まれるガスを排出するガス抜きピン又はその先端部であることを特徴とする多孔構造体の製造方法。 In the manufacturing method of the porous structure in any one of Claims 1-17,
The method for producing a porous structure, wherein the porous structure is a degassing pin for discharging a gas contained in a melt-molded material at the time of injection molding or a tip portion thereof.
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