JP2015085365A - Porous body and production method of the same - Google Patents
Porous body and production method of the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015085365A JP2015085365A JP2013227140A JP2013227140A JP2015085365A JP 2015085365 A JP2015085365 A JP 2015085365A JP 2013227140 A JP2013227140 A JP 2013227140A JP 2013227140 A JP2013227140 A JP 2013227140A JP 2015085365 A JP2015085365 A JP 2015085365A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- porous body
- semi
- finished product
- waveform
- wire
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
- B21F33/00—Tools or devices specially designed for handling or processing wire fabrics or the like
Abstract
Description
本発明は、多孔質体及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、鋼製の素線が巻かれて形成された多孔質体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a porous body and a method for manufacturing the same, and more particularly to a porous body formed by winding a steel wire and a method for manufacturing the same.
多孔質体は、フィルター、冷却用の部材、消音用の部材等、様々な用途に用いられている。例えば、多孔質体を流体に含まれる不純物を濾過したり、流体に含まれる不純物を捕捉したりするフィルターとして用いる場合、多孔質体は、その１つの面から流体を内部に流入させ、他の面から流体を外部に流出させるようにして用いられている。 The porous body is used in various applications such as a filter, a cooling member, and a silencing member. For example, when the porous body is used as a filter for filtering impurities contained in the fluid or capturing impurities contained in the fluid, the porous body allows the fluid to flow into the inside from one surface thereof, and the other It is used so that the fluid flows out from the surface.
エアバッグシステムは、多孔質体をフィルターとして用いている装置の一例である。エアバッグシステムは、火薬を燃焼させてガスを発生させるインフレータ（ガス発生装置）を備えている。エアバッグシステムは、インフレータが発生するガスによって、ステアリング等に組み込まれたエアバッグを膨張させるように構成されている。こうしたエアバッグシステムに用いられている多孔質体は、インフレータが火薬を燃焼させたときに発生する燃焼残物を捕捉したり、発生したガスを冷却したりしてエアバッグが損傷することを防止している。 An airbag system is an example of an apparatus that uses a porous body as a filter. The airbag system includes an inflator (gas generator) that generates gas by burning explosives. The airbag system is configured to inflate an airbag incorporated in a steering or the like with a gas generated by an inflator. The porous body used in these airbag systems prevents the airbag from being damaged by trapping combustion residues generated when the inflator burns explosives or cooling the generated gas. doing.
特許文献１に提案されている多孔質体は、エアバッグシステムに用いられており、インフレータが発生する燃焼残物を捕捉したり、発生したガスを冷却したりしてエアバッグが損傷することを防止している。この多孔質体は、金属線をメリヤス編みして形成された金網体によって製造されたものである。多孔質体は、金属線をメリヤス編みして形成された筒状の金網体で筒状予備金網体を形成する工程と、この筒状予備金網体を絞り加工により径を小さくした小径筒状金網体を成型する工程と、小径筒状金網体を所定長さに切断する工程と、切断した小径筒状金網体を長手方向に圧縮して円筒状中間成型金網体に成型する工程と、円筒状中間成型金網体をさらに長手方向に圧縮して円筒状成型金網体に成型する工程を経ることにより製造されている。
The porous body proposed in
しかしながら、特許文献１に提案されている多孔質体は、流体が多孔質体の軸方向（多孔質体の中心をなす仮想中心軸が延びる方向のことをいう。）に流れにくいという問題点がある。また、金網体を構成している金属線同士は相互に固着されていないので、完成された多孔質体は、部分的にほころびが生じるおそれがある。その他に、この多孔質体は、メリヤス編みして筒状の金網体を形成する必要があるので、コストが高い。
However, the porous body proposed in
本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、多孔質体の軸方向及び半径方向のいずれにも流体を流すことができ且つ、高強度で低コストの多孔質体及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to allow a fluid to flow in both the axial direction and the radial direction of the porous body, and to have a high strength and low cost. And a manufacturing method thereof.
上記課題を解決するための本発明に係る多孔質体は、内周部と外周部とが形成されるように鋼製の素線が仮想中心軸の周りに巻かれて構成され、前記素線は、所定形状の波形が２次元的に振幅するように連続して形成された１本の線材であり、巻かれた前記素線が圧縮されることによって、前記素線に形成された前記波形の振幅がランダムな方向を向いた状態で前記素線が絡み合わされて、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下に形成されていることを特徴とする。 The porous body according to the present invention for solving the above-mentioned problem is configured by winding a steel wire around a virtual central axis so that an inner peripheral portion and an outer peripheral portion are formed, Is a single wire formed continuously so that a waveform of a predetermined shape is two-dimensionally amplituded, and the waveform formed on the strand by compressing the wound strand The strands are entangled with each other in a state in which the amplitude is in a random direction, and the density is formed to be 2 g / cm 3 or more and 6 g / cm 3 or less.
この発明によれば、巻かれた素線が圧縮されることによって、素線に形成された波形の振幅がランダムな方向を向いた状態で前記素線が絡み合わされているので、方向性に限定がない空間が多孔質体の内部に形成される。そのため、多孔質体は、流体を多孔質体の軸方向及び半径方向に流すことができる。また、巻かれた素線が圧縮されることによって、素線に形成された波形の振幅がランダムな方向を向いた状態で素線が絡み合わされているので、素線同士が強固に密着され、多孔質体の強度を高くすることができる。このような多孔質体は、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下に形成されているので、不純物の捕捉性能及濾過性能を高くすることができる。また、素線は、所定形状の波形が２次元的に振幅するように連続して形成された１本の線材なので、低コストで多孔質体を製造することができる。 According to the present invention, the wound strands are compressed, so that the strands are intertwined in a state where the amplitude of the waveform formed on the strands is in a random direction. A space with no gap is formed inside the porous body. Therefore, the porous body can flow the fluid in the axial direction and the radial direction of the porous body. In addition, by compressing the wound strands, the strands are intertwined in a state where the amplitude of the waveform formed on the strands is in a random direction, so that the strands are firmly adhered to each other, The strength of the porous body can be increased. Since such a porous body is formed with a density of 2 g / cm 3 or more and 6 g / cm 3 or less, it is possible to improve the trapping performance and the filtering performance of impurities. Moreover, since the strand is a single wire continuously formed so that the waveform of a predetermined shape two-dimensionally swings, a porous body can be manufactured at low cost.
本発明に係る多孔質体において、前記所定形状の前記波形の振幅が、前記素線の外径の１．２倍以上４．０倍以下の寸法に設定されていることを特徴とする。 The porous body according to the present invention is characterized in that the amplitude of the waveform of the predetermined shape is set to a size not less than 1.2 times and not more than 4.0 times the outer diameter of the strand.
この発明によれば、素線を圧縮して多孔質体を形成する際に、素線同士を絡めやすくすることができる。そのため、製造された多孔質体の強度を高くすることができる。 According to the present invention, when forming a porous body by compressing the strands, the strands can be easily entangled with each other. Therefore, the strength of the produced porous body can be increased.
上記課題を解決するための本発明に係る多孔質体の製造方法は、鋼製の素線に所定形状の波形が２次元的に振幅するように連続して形成する波形形成工程と、前記波形の振幅の向きが芯材の外周面に対して平行になるようにして前記素線を前記芯材に複数回巻き付けて半製品を形成する巻付工程と、前記芯材に巻かれた前記半製品をプレスするプレス工程とを備え、前記巻付工程で用いられる前記芯材の寸法及び形状は、完成させる多孔質体の内周部の寸法及び形状に相当しており、前記プレス工程では、前記素線に形成された前記波形の振幅がランダムな方向を向くように前記半製品をプレスすると共に、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下になるまで前記半製品をプレスしていることを特徴とする。 The method for manufacturing a porous body according to the present invention for solving the above-described problems includes a waveform forming step of continuously forming a waveform of a predetermined shape on a steel wire so as to two-dimensionally amplitude, A winding step of forming the semi-finished product by winding the wire around the core material a plurality of times so that the direction of the amplitude of the wire is parallel to the outer peripheral surface of the core material, and the half wound around the core material A pressing step for pressing a product, and the size and shape of the core material used in the winding step correspond to the size and shape of the inner peripheral portion of the porous body to be completed. In the pressing step, The semi-finished product is pressed so that the amplitude of the waveform formed on the element wire is in a random direction, and the semi-finished product is pressed until the density becomes 2 g / cm 3 or more and 6 g / cm 3 or less. It is characterized by that.
この発明によれば、波形の振幅の向きが芯材の外周面に対して平行になるようにして素線を芯材に複数回巻き付けて半製品を形成する巻付工程を有しているので、素線を芯材に高い密度で巻くことができる。また、前記プレス工程では、前記素線に形成された前記波形の振幅がランダムな方向を向くように前記半製品をプレスするので、波形の振幅がランダムな方向を向いた状態で素線同士を絡み合わせることができる。その結果、素線同士が強固に密着され、多孔質体の強度を高くすることができる。このような工程で製造された多孔質体は、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下に形成されているので、不純物の捕捉性能及濾過性能を高くすることができる。また、鋼製の素線に所定形状の波形が２次元的に振幅するように連続して形成する波形形成工程を有するので、コストを低くすることができる。なお、巻付工程では、完成させる多孔質体の内周部の寸法及び形状を形成させる寸法及び形状に形成された芯材が用いられるので、低いコストで内周部の寸法を高く形成することができる。 According to this invention, since the direction of the amplitude of the waveform is parallel to the outer peripheral surface of the core material, the wire has the winding step of winding the wire around the core material a plurality of times to form a semi-finished product. The wire can be wound around the core material at a high density. In the pressing step, since the semi-finished product is pressed so that the amplitude of the waveform formed on the strands is in a random direction, the strands are joined together in a state where the amplitude of the waveform is in a random direction. Can be intertwined. As a result, the strands are firmly adhered to each other, and the strength of the porous body can be increased. Since the porous body manufactured by such a process is formed with a density of 2 g / cm 3 or more and 6 g / cm 3 or less, it is possible to enhance the impurity capturing performance and the filtering performance. Moreover, since it has the waveform formation process formed continuously so that the waveform of a predetermined shape may amplitude two-dimensionally on a steel strand, cost can be reduced. In addition, since the core material formed in the dimension and shape which form the dimension and shape of the inner peripheral part of the porous body to be completed is used in the winding process, the dimension of the inner peripheral part is formed high at low cost. Can do.
本発明に係る多孔質体の製造方法において、製造される多孔質体の外径の寸法が軸方向の寸法よりも大きい場合に、前記巻付工程では、前記半製品の前記芯材が延びる方向の寸法が製造される前記多孔質体の軸方向の寸法の２倍以上４倍以下になるように前記素線を前記芯材に巻き付け、前記プレス工程では、前記芯材に巻かれた前記半製品の外側に外枠をセットし、内周部と外周部とを有する所定形状に形成されるように、前記半製品を前記芯材が延びる方向にプレスしていることを特徴とする。 In the method for producing a porous body according to the present invention, when the outer diameter of the produced porous body is larger than the dimension in the axial direction, in the winding step, the core material of the semi-finished product extends. The wire is wound around the core material so that the dimension of the porous body is 2 to 4 times the axial dimension of the porous body to be manufactured, and in the pressing step, the half wound around the core material is wound An outer frame is set on the outer side of the product, and the semi-finished product is pressed in a direction in which the core material extends so as to be formed in a predetermined shape having an inner peripheral portion and an outer peripheral portion.
この発明によれば、巻付工程で、半製品の芯材が延びる方向の寸法が製造される多孔質体の軸方向の寸法の２倍以上４倍以下になるように素線を芯材に巻き付けているので、後のプレス工程で半製品をプレスした際に、素線同士を十分に絡め合わせることができる。その結果、高密度且つ高強度の多孔質体を製造することができる。また、プレス工程では、芯材に巻かれた半製品の外側に外枠をセットし、内周部と外周部とを有する所定形状に形成されるように、半製品を芯材が延びる方向にプレスしているので、外枠が半製品の外周側を拘束すると共に、芯材が半製品の内周側を拘束するので、多孔質体の軸方向の寸法、外径寸法及び内径寸法を正確に形成することができる。 According to this invention, in the winding process, the strands are used as the core material so that the dimension in the direction in which the core material of the semi-finished product extends is not less than 2 times and not more than 4 times the axial dimension of the porous body to be manufactured. Since it is wound, when the semi-finished product is pressed in the subsequent pressing step, the strands can be sufficiently entangled with each other. As a result, a high-density and high-strength porous body can be produced. In the pressing process, the outer frame is set on the outer side of the semi-finished product wound around the core material, and the semi-finished product is extended in the direction in which the core material extends so as to be formed into a predetermined shape having an inner peripheral portion and an outer peripheral portion. Since the outer frame constrains the outer peripheral side of the semi-finished product and the core material constrains the inner peripheral side of the semi-finished product, the dimensions of the porous body in the axial direction, outer diameter, and inner diameter are accurate. Can be formed.
本発明に係る多孔質体の製造方法において、製造される多孔質体の軸方向の寸法が外径の寸法よりも大きい場合に、前記巻付工程では、前記半製品の外径が製造される前記多孔質体の外径の１．２倍以上３倍以下となり且つ、前記半製品の前記芯材が延びる方向の寸法が製造される前記多孔質体の軸方向の寸法の１．２倍以上３倍以下になるように前記素線を前記芯材に巻き付け、前記プレス工程では、前記芯材が延びる方向と、前記半製品の外側から前記芯材が位置する中心側に向かう方向とに前記半製品をプレスしていることを特徴とする。 In the method for manufacturing a porous body according to the present invention, the outer diameter of the semi-finished product is manufactured in the winding step when the axial dimension of the manufactured porous body is larger than the outer diameter. 1.2 times or more and 3 times or less of the outer diameter of the porous body, and the dimension of the semi-finished product in the direction in which the core material extends is 1.2 times or more of the axial dimension of the porous body to be manufactured. The wire is wound around the core material so as to be three times or less, and in the pressing step, the core material extends in a direction extending from the outside of the semi-finished product toward a center side where the core material is located. It is characterized by pressing a semi-finished product.
この発明によれば、巻付工程で、半製品の外径が製造される多孔質体の外径の１．２倍以上３倍以下となり且つ、半製品の芯材が延びる方向の寸法が製造される多孔質体の軸方向の寸法の１．２倍以上３倍以下になるように素線を芯材に巻き付けているので、後のプレス工程で半製品をプレスした際に、素線同士を十分に絡め合わせることができる。その結果、高密度且つ高強度の多孔質体を製造することができる。また、プレス工程で、芯材が延びる方向と、半製品の外側から前記芯材が位置する中心側に向かう方向とに半製品をプレスしているので、多孔質体の軸方向の寸法、外径寸法及び内径寸法を正確に形成することができる。 According to this invention, in the winding process, the outer diameter of the semi-finished product is 1.2 to 3 times the outer diameter of the porous body to be manufactured, and the dimension in the direction in which the core of the semi-finished product extends is manufactured. Since the strands are wound around the core so as to be 1.2 times or more and 3 times or less of the axial dimension of the porous body, when the semi-finished product is pressed in the subsequent pressing process, Can be sufficiently entangled. As a result, a high-density and high-strength porous body can be produced. Also, since the semi-finished product is pressed in the pressing process in the direction in which the core material extends and in the direction from the outside of the semi-finished product toward the center side where the core material is located, the axial dimension of the porous body, The diameter and the inner diameter can be accurately formed.
本発明によれば、多孔質体の半径方向及び軸方向の双方に流体を流すことができ且つ、高強度の多孔質体を低コストで製造することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a fluid can be flowed to both the radial direction and axial direction of a porous body, and a high intensity | strength porous body can be manufactured at low cost.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited only to the following description and drawings.
［多孔質体の基本構成］
図１に示した本発明に係る多孔質体１の１実施形態に基づいて本発明に係る多孔質体１の基本構成を説明する。多孔質体１は、図１に示すように、内周部２と外周部３とが形成されるように鋼製の素線１０が仮想中心軸Ｌの周りに巻かれて構成されている。素線１０は、所定形状の波形１１が２次元的に振幅するように連続して形成された１本の線材である。巻かれている素線１０は、巻かれた状態で圧縮されることによって、素線１０に形成された波形１１の振幅がランダムな方向を向いた状態で素線１０同士が絡み合わされている。こうした多孔質体１は、嵩密度（以下、単に密度という。）が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下に形成されている。
[Basic structure of porous material]
A basic configuration of the
本発明に係る多孔質体１によれば、多孔質体１の半径方向及び軸方向の双方に流体を流すことができ、高強度の多孔質体１を低コストで製造することができるという特有の効果を奏する。
According to the
以下、多孔質体１の構成について図面を参照しながら説明する。
Hereinafter, the configuration of the
（素線）
多孔質体１を構成している素線１０は、図２に示すように、所定形状の波形１１が連続して形成された１本の鋼製の線材ある。この素線１０に形成された波形１１は、その振幅の方向が２次元の方向に限定されている。
(Elementary wire)
The
素線１０は、例えば、ステンレス鋼又は軟鋼からなる線材が使用されている。ステンレス鋼の線材としては、例えば、ＪＩＳ規格のＳＵＳ３０４又はＳＵＳ３１６等からなる線材を挙げることができる。軟鋼線材としては、例えば、ＪＩＳ規格のＳＷＲＭ６、ＳＷＲＣＨ６Ａ等からなる線材を挙げることができる。素線１０として軟鋼線材を用いる場合、銅又は銅合金のめっきを施したものを用いることができる。多孔質体１は、こうした材質の素線１０によって構成さているので、耐熱性、耐薬品性及び耐食性を備えている。
As the
素線１０は、その断面形状が円形であり、その直径が０．１ｍｍ〜１．６ｍｍの線材が用いられている。ただし、素線１０は、その直径方向を圧延し、断面形状が楕円形又は略楕円形に形成された線材等を用いてもよい。
The
図２は、素線１０に形成された波形１１の一例を示しており、波形１１の山の部分１２と谷の部分１３を構成している各波形１１が台形状に形成されている。台形状の波形１１は、山の部分１２と谷の部分１３とが交互に位置するように連続的に形成されている。こうした波形１１の振幅は、波形１１を容易に形成できること、素線１０同士を容易に絡み合わせ易くすること、及び設計した寸法の多孔質体を容易に製造できること等を考慮して、素線１０の直径の１．２倍以上、４．０倍以下になるように形成されている。
FIG. 2 shows an example of the
台形状に形成された波形１１の角の部分１４は、湾曲するように形成されている。湾曲した角の部分１４の曲率半径は、波形１１を容易に形成できること、素線１０同士を容易に絡み合わせ易くすること、及び設計した寸法の多孔質体を容易に製造できること等を考慮して、波形１１の振幅の２倍以上、８倍％以下になるように形成されている。
A
なお、波形の所定形状は、図２に示した台形には限定されない。図３は、別形状の波形２１を素線２０に形成した一例を示したものであり、山の部分２２と谷の部分２３とが交互に並べられており、正弦波のように形成したものを示している。この素線２０に形成された波形２１の振幅は、波形１１を容易に形成できること、素線１０同士を容易に絡み合わせ易くすること、及び設計した寸法の多孔質体を容易に製造できること等を考慮して、素線２０の直径の１．２倍以上、４．０倍以下になるように形成されている。また、各波形２１の頂点の部分２４は、湾曲するように形成されている。湾曲した頂点の部分２４の曲率半径は、波形１１を容易に形成できること、素線１０同士を容易に絡み合わせ易くすること、及び設計した寸法の多孔質体を容易に製造できること等を考慮して、波形２１の振幅の２倍以上、８倍以下になるように形成されている。
The predetermined shape of the waveform is not limited to the trapezoid shown in FIG. FIG. 3 shows an example in which the
（多孔質体の形状）
多孔質体１は、上記の素線１０によって、例えば、図１に示す形状に形成されている。なお、図１の符号Ａで示した部分は、多孔質体１Ａのａ部を拡大して示した部分である。この多孔質体１Ａは、仮想軸Ｌが延びる軸方向の寸法が小さい平坦な円環状に形成されていて、あらかじめ設定された直径の内周部２及び外周部３を備えている。多孔質体１Ａの上端面４と下端面５とはそれぞれ平坦に形成されている。多孔質体１Ａの外形寸法、重量及び密度は、用途や仕様に応じて設定されている。図１に示した多孔質体１Ａは、直径が０．７ｍｍのＳＷＲＭ６の素線１０によって形成されている。素線１０に形成されている波形１１は、山の部分１２を構成する台形と谷の部分１３を構成する台形とが連なって構成された形状をなしている。台形の角の部分１４は、振幅の約９％になるように曲率半径が約１．０ｍｍに形成されている。多孔質体１Ａは、こうした素線１０によって、外径が約５０．５ｍｍに形成され、内径が約２３．１ｍｍに形成され、軸方向の寸法が約６．９ｍｍに形成されている。多孔質体１の重量は、約３５ｇであり、密度は、約３．２ｇ／ｃｍ３である。
(Porous body shape)
The
多孔質体１は、図１に示した形状の他に、例えば、図４や図５に示すような形状に形成することもできる。
In addition to the shape shown in FIG. 1, the
図４に示した多孔質体１Ｂは、ドーナツ状に形成されている。なお、図４の符号Ｂで示した部分は、多孔質体１Ｂのｂ部を拡大して示した部分である。この多孔質体１Ｂも、あらかじめ設定された直径の内周部２及び外周部３を備えている。図４に示した多孔質体１Ｂは、直径が０．７ｍｍのＳＷＲＭ６の素線２０によって形成されている。素線２０に形成されている波形２１は、１つの頂部２４を有する山の部分２２と１つの頂部２４を有する谷の部分２３とが連なって構成されている。各波形２１の頂部２４は湾曲する曲線状に形成され、その曲率半径が約１．６ｍｍに形成されており、波形２１の振幅の約３．８％になっている。多孔質体１Ｂは、こうした素線２０によって、外径が約６３．４ｍｍに形成され、内径が約４８．３ｍｍに形成され、長さが約１３ｍｍに形成されている。多孔質体１の重量は、約６０ｇであり、密度は、３．５ｇ／ｃｍ３である。
The
図５に示した多孔質体１Ｃは、細長い円環状に形成されている。なお、図５の符号Ｃで示した部分は、多孔質体１Ｃのｃ部を拡大して示した部分である。この多孔質体１Ｃも、あらかじめ設定された直径の内周部２及び外周部３を備えている。図５に示した多孔質体１Ｃは、直径が０．７ｍｍのＳＷＲＭ６の素線２０によって形成されている。素線２０に形成されている波形２１は、１つの頂部２４を有する山の部分２２と１つの頂部２４を有する谷の部分２３とが連なって構成されている。各波形２１の頂部２４は湾曲する曲線状に形成され、その曲率半径が約１．０ｍｍに形成されており、波形２１の振幅の約１．９％になっている。多孔質体１Ｃは、こうした素線２０によって、外径が約２９．７ｍｍに形成され、内径が約１９．５ｍｍに形成され、長さが約５２ｍｍに形成されている。多孔質体１の重量は、約８９ｇであり、密度は、４．３９ｇ／ｃｍ３である。
The
以上の多孔質体１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、素線としてＳＷＲＭ６を用いた場合を例に説明した。しかし、多孔質体１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、ステンレス鋼又は軟鋼等の鋼材からなる線材を素線として用いて形成してもよい。その場合、多孔質体１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下になるように形成する。密度を２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下になるように形成することは、多孔質体１Ａ，１Ｂ，１Ｃをフィルターとして確実に機能させている。なお、こうした多孔質体１Ａ，１Ｂ，１Ｃの空隙率は３０％以上、７０％以下である。
The above
以上の多孔質体１は、流体に含まれる不純物を捕捉したり濾過したりするフィルター、流体の温度を下げる冷却部材、爆発音を吸収する消音部材、構造物を構成している部材同士の間に挟み込んで用いるスペーサ、等に用いることができる。
The
［多孔質体の製造方法］
次に、多孔質体１の製造方法について説明する。なお、以下では、所定形状の波形が図２に示した台形状の波形１１である場合をメインに説明する。図３に示した山の部分２２と谷の部分２３とが交互に並べられて正弦波のように形成されている波形２１については、必要に応じて説明する。
[Method for producing porous body]
Next, a method for manufacturing the
多孔質体１の製造方法は、鋼製の素線１０に所定形状の波形１１が２次元的に振幅するように連続して形成する波形形成工程と、波形１１の振幅の向きが芯材４０の外周面に対して平行になるようにして素線１０を芯材４０に複数回巻き付けて半製品１００を形成する巻付工程と、芯材４０に巻かれた半製品１００をプレスするプレス工程とを備えている。
The manufacturing method of the
巻付工程は、完成させる多孔質体１の内周部２の寸法及び形状を形成させる寸法及び形状に形成された芯材４０を用いて素線１０を巻き付けている。プレス工程は、素線１０に形成された波形の振幅がランダムな方向を向くように半製品１００をプレスすると共に、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下になるまで半製品１００をプレスしている。
In the winding process, the
以下、多孔質体１の製造方法の各工程について説明する。
Hereinafter, each process of the manufacturing method of the
（波形形成工程）
素線１０は、図示しないドラム等に巻かれており、そのドラム等から波形形成工程に送り出されている。波形形成工程は、図６に示すように、一対の歯車３０で素線１０に所定形状の波形１１を形成している。一対の歯車３０は、相互に同じ形状、同じ寸法に形成されており、各々の中心軸が平行になるように配置されている。また、一対の歯車３０は、両者の歯３１と歯３１とが接触しないように、一方の歯車３０の歯３１の山の部分の位置と他方の歯車３０の歯３１と歯３１との間に位置する谷の部分の位置とが一致されていて、両者の歯３１と歯３１との間に一定の隙間が形成されるようにして配置されている。こうした一対の歯車３０は、一方の歯車３０が時計回りに回転し、他方の歯車３０が反時計回りに回転している。また、各歯車３０の回転速度は一致している。
(Wave formation process)
The
所定形状の波形１１は、素線１０が歯車３０と歯車３０との間に送り出され、これらの歯車３０と歯車３０との間を通過する間に連続的に形成されている。形成された波形１１は２次元的に振幅するように形成される。
The
波形１１の形状は、一対の歯車３０の間隔により設定される。例えば、一方の歯車３０と他方の歯車３０との間隔を相対的に狭くした場合、波形１１の形状は、図２に示したように、１つの波形１１が台形状に形成される。なお、台形状の波形１１が形成される際、台形の角の部分１４は、湾曲する曲線状に形成される。一方、歯車３０と歯車３０との間隔を相対的に広くした場合、波形２１は、図３に示したように、山の部分２２と谷の部分１３とが交互に並ぶようにして正弦波のように形成される。なお、山の部分２２及び谷の部分２３の各頂部２４は湾曲する曲線状に形成される。
The shape of the
素線１０の波形１１は、この波形形成工程で、多孔質体１の用途や仕様に応じた最適な形状に形成される。波形形成工程で波形１１が形成された素線１０は、次の巻付工程に搬送される。なお、この多孔質体１の製造方法は、波形形成工程から巻付工程に素線１０が送られる間に素線１０に形成された波形１１が変形したり、素線１０が絡み付いたりしないように、送りローラ等で素線１０を案内しながら搬送するとよい。
The
（巻付工程）
巻付工程は、図７に示すように、芯材４０の外周面に素線１０を巻き付けて半製品１００を形成している。芯材４０は、完成された多孔質体１の内周部２の直径と一致する寸法に形成されており、一定の回転速度で回転されている。素線１０は、こうした芯材４０の外周面に向けて一定の速度で送り出され、芯材４０の外周面に巻き取られている。その際、素線１０は、その振幅の向きが芯材４０の外周面に平行になるようにして芯材４０に送り出されている。また、素線１０は、素線１０の送り出し部分を芯材４０の延びる方向に対して一定の範囲で往復移動させて芯材４０に送り出されている。半製品１００は、このように芯材４０の一定の範囲で芯材４０の外周面に素線１０を巻き付け、芯材４０の外周面に素線１０の層を複数形成することによって形成される。
(Winding process)
In the winding step, as shown in FIG. 7, the
この巻付工程は、製造される多孔質体１の形態によって、素線１０を芯材４０の外周面に巻き付けて形成する半製品１００の態様を次の２つに区別している。第１態様の半製品１００は、図８に示すように、多孔質体１の外径の寸法Ｄが軸方向の寸法Ｈよりも大きい形態の多孔質体１を製造する場合に形成する態様であり、第２態様の半製品１００Ｃは、図９に示すように、多孔質体１Ｃの軸方向の寸法Ｈが外径の寸法Ｄよりも大きい形態の多孔質体１Ｃを製造する場合に形成する態様である。
This winding process distinguishes the aspect of the
第１態様の半製品１００は、図８に示すように、巻付工程において、当該半製品１００の芯材４０が延びる方向の寸法Ｈ１が製造される多孔質体１の軸方向の寸法Ｈの２倍以上、４倍以下になるように素線１０を芯材４０に巻き付けて形成される。こうした寸法に素線１０を芯材４０に巻き付けて半製品１００を形成することは、プレス工程で素線１０同士を絡み合い易くすると共に、多孔質体１を設計した寸法どおりに製造することを容易にしている。
As shown in FIG. 8, the
一方、第２態様の半製品１００Ｃは、図９に示すように、巻付工程において、半製品１００の外径Ｄ１が製造される多孔質体１の外径Ｄの１．２倍以上、３倍以下になるように形成される。また、第２態様の半製品１００は、巻付工程において、当該半製品１００の芯材４０が延びる方向の寸法がＨ１製造される多孔質体１の軸方向の寸法Ｈの１．４倍以上、４倍以下になるように形成される。こうした寸法に素線１０を芯材４０に巻き付けて半製品１００を形成することは、プレス工程で素線１０同士を絡み合い易くすると共に、多孔質体１を設計した寸法どおりに製造することを容易にしている。
On the other hand, as shown in FIG. 9, the
巻付工程は、こうした第１態様の半製品１００及び第２態様の半製品１００のいずれを形成する場合も、芯材４０に巻かれる素線１０の重量を計測し、巻かれる素線１０の重量を制御することによって、必要な量の素線１０を芯材４０に巻き付けている。
The winding step measures the weight of the
この巻付工程で必要な量の素線１０が芯材４０に巻かれた後、素線１０の芯材４０への送り出しが終了し、素線１０は、送り出し部分と半製品１００との間で切断される。これにより巻取工程は終了する。
After the necessary amount of the
（プレス工程）
巻取工程が終了した後、芯材４０の外周面に形成された半製品１００は、図１０に示すように、芯材４０ごとプレス装置５０にセットされる。その際、芯材４０は、その軸方向が上下方向に向けられ、半製品１００の下面が定盤５１の上に置かれる。
(Pressing process)
After the winding process is completed, the
このプレス工程で行う内容は、製造される多孔質体１の外径の寸法Ｄが軸方向の寸法Ｈよりも大きい場合と、製造される多孔質体１の軸方向の寸法Ｈが外径の寸法Ｄよりも大きい場合とで異なっている。そのため、各々のプレス工程の内容を別々に説明する。
The contents to be performed in this pressing step are the case where the outer diameter D of the produced
最初に、多孔質体１の外径の寸法Ｄが軸方向の寸法Ｈよりも大きい多孔質体１を製造する場合について説明する。例えば、図１に示した多孔質体１Ａや図４に示した多孔質体１Ｂを製造する場合である。
First, the case where the
半製品１００が芯材４０ごとプレス装置５０にセットされた後、図１１に示すように、外枠７０が半製品１００の外側にセットされる。この外枠７０の内周部の直径は、製造される多孔質体１の外周部３の直径に一致している。
After the
次いで、ジグ６０が半製品１００の上部に配置される。このジグ６０は、円環状に形成されており、その内径が芯材４０の外径よりも若干大きく形成され、その外径が外枠７０の内径よりも若干小さく形成されている。ジグ６０は、外枠７０と芯材４０との間に配置され、下端面が半製品１００の上端部に設置される。
The
ジグ６０が半製品１００の上部に配置された後、プレス装置５０のアーム５２をジグ６０の上端面に押し当て、アーム５２でジグ６０を下側に向けて押圧することによって半製品１００をプレスする。半製品１００は、芯材４０が延びる方向の寸法が１／４以上、１／２以下になるまでプレスされる。
After the
こうしたプレス工程は、素線１０同士の間に方向性に限定がない隙間が形成された状態で素線１０同士を相互に絡めている。すなわち、素線１０は、波形１１の振幅が芯材４０の外周面に対して平行になるように巻かれている。そうした素線１０は、このプレス工程で、半製品１００が芯材４０の軸方向にプレスされるので、プレスされる間に、振幅の方向はランダムに向けられると共に素線１０同士は相互に絡みあう。素線１０同士は、絡み合った状態で圧縮されるので強固に密着される。
In such a pressing process, the
次に、軸方向の寸法Ｈが外径の寸法Ｄよりも大きい多孔質体１Ｃを製造する場合について説明する。例えば、図５に示した多孔質体１Ｃを製造する場合である。
Next, the case where the
半製品１００は、この場合も、芯材４０ごとプレス装置５０にセットされる。その際、芯材４０は、その軸方向が上下方向に向けられ、半製品１００の下面が定盤５１の上に置かれる。半製品１００が芯材４０ごとプレス装置５０にセットされた後、図１２に示すように、外枠が半製品１００の外側にセットされる。この外枠は、半製品１００をその外側から芯材４０が位置する中心側に向けてプレスする際に用いるジグ８０である。
The
次いで、ジグ６１が半製品１００の上部に配置される。このジグ６１は、円環状に形成されており、その内径が芯材４０の外径よりも若干大きく形成され、その外径が外枠の内径よりも若干小さく形成されている。ジグ６１は、外枠を構成するプレス用のジグ８０と芯材４０との間に配置され、下端面が半製品１００の上端部に設置される。
Next, the
ジグ６１が半製品１００の上部に配置された後、プレス装置５０のアーム５２をジグ６１の上端面に押し当て、アーム５２でジグ６１を下側に向けて押圧することによって半製品１００をプレスする。
After the
半製品１００を芯材４０の延びる方向にある程度プレスした後、図１３に示すように、半製品１００は、その外側から芯材４０が位置する中心側に向けてプレスされる。半製品１００を中心側に向けてプレスとき、半製品１００の外周面に、プレス用のジグ８０が押し当てられる。プレス用のジグ８０は、円環状の部材を円周方向に４分割した形状の部材である。半製品１００は、こうしたプレス用のジグ８０が外周面に押し当てられて、４方向から中心側にプレスされる。
After the
このプレス工程は、図１２に示した、半製品１００を芯材４０が延びる方向にプレスする工程と、図１３に示した、半製品１００の外側から内側に向けてプレスする工程とを交互に行う。そうすることによって、半製品１００は、最初に芯材４０に巻かれた状態から外径を１／３倍以上、５／６倍以下の寸法に形成すると共に、芯材４０が延びる方向の寸法を１／４倍以上、５／７倍以下に形成する。
In this pressing step, the step of pressing the
ただし、このプレス工程は、半製品１００を芯材４０が延びる方向のプレスと半径方向のプレスとを同時に行うことによって、最初に芯材４０に巻かれた状態から外径を１／３倍以上、５／６倍以下の寸法に形成すると共に、芯材４０が延びる方向の寸法を１／４倍以上、５／７倍以下に形成してもよい。
However, in this pressing step, the
こうしたプレス工程も、半製品１００が芯材４０の軸方向にプレスされるので、プレスされる間に、振幅の方向はランダムに向けられると共に素線１０同士は相互に絡みあう。素線１０同士は、絡み合った状態で圧縮されるので強固に密着される。
Also in such a pressing process, since the
なお、外径の寸法Ｄが軸方向の寸法Ｈよりも大きい多孔質体１Ａ，１Ｂを製造する場合及び軸方向の寸法Ｈが外径の寸法Ｄよりも大きい多孔質体１Ｃを製造する場合のいずれの場合も、半製品１００は、密度が２ｇ／ｃｍ３以上、６ｇ／ｃｍ３以下になるまでプレスされることによって多孔質体１が製造される。圧縮された後の素線１０は、波形１１の振幅がランダムな方向を向いていて、素線１０同士が相互に絡み合っている。
In the case of manufacturing the
多孔質体１は、以上の工程を経て製造される。こうして製造された多孔質体１は、素線１０に形成されている振幅がランダムな方向を向いた状態で素線１０同士が絡み合っているので、多孔質体１内部に形成される空隙は、方向性が限定されない。そのため、多孔質体１を流れる流体は、多孔質体１の軸方向及び半径方向のいずれにも流れる。また、多孔質体１は、プレス工程でプレスされることによって素線１０同士が絡み合った状態で固められるので、素線１０同士を焼結して結合なくても多孔質体１はその形状が維持される。
The
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 多孔質体
２ 内周部
３ 外周部
４ 上端面
５ 下端面
１０，２０ 素線
１１，２１ 波形
１２，２２ 山の部分
１３，２３ 谷の部分
１４ 角部
２４ 頂部
３０ 歯車
３１ 歯車の歯
４０ 芯材
５０ プレス装置
５１ 定盤
５２ アーム
６０，８０ ジグ
７０ 外枠
1, 1A, 1B, 1C
Claims (5)
前記素線は、所定形状の波形が２次元的に振幅するように連続して形成された１本の線材であり、
巻かれた前記素線が圧縮されることによって、前記素線に形成された前記波形の振幅がランダムな方向を向いた状態で前記素線が絡み合わされて、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下に形成されていることを特徴とする多孔質体。 A steel wire is wound around a virtual central axis so that an inner peripheral portion and an outer peripheral portion are formed,
The strand is a single wire formed continuously so that a waveform of a predetermined shape two-dimensionally amplitudes;
By compressing the wound wire, the wire is entangled in a state in which the amplitude of the waveform formed on the wire is in a random direction, and the density is 2 g / cm 3 or more and 6 g / cm 2 or more. A porous body characterized by being formed to be 3 cm 3 or less.
前記波形の振幅の向きが芯材の外周面に対して平行になるようにして前記素線を前記芯材に複数回巻き付けて半製品を形成する巻付工程と、
前記芯材に巻かれた前記半製品をプレスするプレス工程と、を備え、
前記巻付工程で用いられる前記芯材の寸法及び形状は、完成させる多孔質体の内周部の寸法及び形状に相当しており、
前記プレス工程では、前記素線に形成された前記波形の振幅がランダムな方向を向くように前記半製品をプレスすると共に、密度が２ｇ／ｃｍ３以上６ｇ／ｃｍ３以下になるまで前記半製品をプレスしていることを特徴とする多孔質体の製造方法。 A waveform forming step of continuously forming a waveform of a predetermined shape on a steel wire so as to two-dimensionally swing;
A winding step of forming a semi-finished product by winding the wire around the core material a plurality of times so that the direction of the amplitude of the waveform is parallel to the outer peripheral surface of the core material;
A pressing step for pressing the semi-finished product wound around the core material,
The size and shape of the core material used in the winding step correspond to the size and shape of the inner periphery of the porous body to be completed,
In the pressing step, the semi-finished product is pressed so that the amplitude of the waveform formed on the element wire is in a random direction, and the semi-finished product until the density becomes 2 g / cm 3 or more and 6 g / cm 3 or less. A method for producing a porous body, characterized in that is pressed.
前記巻付工程では、前記半製品の前記芯材が延びる方向の寸法が製造される前記多孔質体の軸方向の寸法の２倍以上４倍以下になるように前記素線を前記芯材に巻き付け、
前記プレス工程では、前記芯材に巻かれた前記半製品の外側に外枠をセットし、内周部と外周部とを有する所定形状に形成されるように、前記半製品を前記芯材が延びる方向にプレスしている、請求項３に記載の多孔質体の製造方法。 When the outer diameter of the produced porous body is larger than the axial dimension,
In the winding step, the wire is used as the core material so that the dimension of the semi-finished product in the direction in which the core material extends is not less than 2 times and not more than 4 times the axial dimension of the porous body to be manufactured. Winding,
In the pressing step, the semi-finished product is formed into a predetermined shape having an inner periphery and an outer periphery by setting an outer frame on the outer side of the semi-finished product wound around the core. The manufacturing method of the porous body of Claim 3 which is pressing in the extending direction.
前記巻付工程では、前記半製品の外径が製造される前記多孔質体の外径の１．２倍以上３倍以下となり且つ、前記半製品の前記芯材が延びる方向の寸法が製造される前記多孔質体の軸方向の寸法の１．４倍以上４倍以下になるように前記素線を前記芯材に巻き付け、
前記プレス工程では、前記芯材が延びる方向と、前記半製品の外側から前記芯材が位置する中心側に向かう方向とから、前記半製品をプレスしている、請求項３に記載の多孔質体の製造方法。 When the dimension of the porous body to be produced is larger than the dimension of the outer diameter,
In the winding step, the outer diameter of the semi-finished product is 1.2 to 3 times the outer diameter of the porous body to be manufactured, and the dimension of the semi-finished product in the direction in which the core material extends is manufactured. Winding the element wire around the core material so that the axial dimension of the porous body is not less than 1.4 times and not more than 4 times,
The porous product according to claim 3, wherein in the pressing step, the semi-finished product is pressed from a direction in which the core material extends and a direction from the outside of the semi-finished product toward a center side where the core material is located. Body manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013227140A JP6266949B2 (en) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Porous material and method for producing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2013227140A JP6266949B2 (en) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Porous material and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015085365A true JP2015085365A (en) | 2015-05-07 |
| JP6266949B2 JP6266949B2 (en) | 2018-01-24 |
Family
ID=53048748
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2013227140A Active JP6266949B2 (en) | 2013-10-31 | 2013-10-31 | Porous material and method for producing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6266949B2 (en) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06262014A (en) * | 1993-03-11 | 1994-09-20 | Shinko Kosen Kogyo Kk | Air permeable molding made of metal wire |
| JPH07308726A (en) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Shinko Kosen Kogyo Kk | Manufacture of air-permeable molding |
| JP2001071081A (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-21 | Toa Tetsumo Kk | Compression formed object and its production |
-
2013
- 2013-10-31 JP JP2013227140A patent/JP6266949B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06262014A (en) * | 1993-03-11 | 1994-09-20 | Shinko Kosen Kogyo Kk | Air permeable molding made of metal wire |
| JPH07308726A (en) * | 1994-05-17 | 1995-11-28 | Shinko Kosen Kogyo Kk | Manufacture of air-permeable molding |
| JP2001071081A (en) * | 1999-09-08 | 2001-03-21 | Toa Tetsumo Kk | Compression formed object and its production |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6266949B2 (en) | 2018-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6541865B2 (en) | Rolling apparatus and manufacturing apparatus for hollow cylindrical body | |
| JP2012521532A (en) | Heat exchanger for heat cycle engines | |
| JP4370177B2 (en) | Filtration member for inflator and method for producing filtration member for inflator | |
| JP6266949B2 (en) | Porous material and method for producing the same | |
| US20110107732A1 (en) | Filter elements | |
| JP2013536378A (en) | Hollow gear ring and manufacturing method thereof | |
| JP5022566B2 (en) | Non-cylindrical catalyst carrier and production tool and production method thereof | |
| JP2014515079A5 (en) | ||
| CN102553357A (en) | Metal line shaping body and filter | |
| JP6137695B2 (en) | Method for manufacturing catalytic converter | |
| JP6133513B2 (en) | Method for producing metal porous body and metal porous body | |
| JP2019182175A (en) | Gas generator filter and gas generator | |
| JP5756618B2 (en) | Manufacturing method of purification equipment for automobile | |
| RU121462U1 (en) | DEVICE FOR PRODUCING POROUS MATERIAL | |
| JPS6393440A (en) | Formation of metal wire compression forming article | |
| JP6433064B2 (en) | Exhaust purification device manufacturing method | |
| JP7189697B2 (en) | mass exchange machine | |
| WO2015115011A1 (en) | Honeycomb structure | |
| US10376947B2 (en) | Multiple wire wrap screen fabrication method | |
| JP2008104990A (en) | Metal carrier and manufacturing method of metal carrier | |
| CN106194349A (en) | The method for packing of catalyst converter carrier and aftertreatment assembly thereof | |
| JP3863714B2 (en) | Method for manufacturing metal catalytic converter | |
| JP2021059243A (en) | Hollow cylindrical body and production method thereof | |
| RU2014121623A (en) | METHOD FOR PRODUCING FILTER ELEMENT FROM WIRE MATERIAL | |
| JPH04126551A (en) | Production of metal carrier for catalyst having elliptical section |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161031 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170825 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170905 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20171106 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20171205 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6266949 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |