JP2597371B2 - Ceramic coil spring forming equipment - Google Patents

Ceramic coil spring forming equipment

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JP2597371B2
JP2597371B2 JP62268329A JP26832987A JP2597371B2 JP 2597371 B2 JP2597371 B2 JP 2597371B2 JP 62268329 A JP62268329 A JP 62268329A JP 26832987 A JP26832987 A JP 26832987A JP 2597371 B2 JP2597371 B2 JP 2597371B2
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solvent
coiling
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ceramic
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繁美 佐藤
豊之 東野
秀 埜村
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はセラミックスコイルばねの成形装置に関す
る。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for forming a ceramic coil spring.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

コイルばねは各種機械にとって重要な部分として用い
られている。こうしたコイルばねは金属材料から製造さ
れてきたが、金属製コイルばねは耐熱性、耐食性、耐摩
耗性等の特性に劣るため、近年、これらの特性を改善し
得るセラミックス製のコイルばねの製造が試みられてい
る。
Coil springs are used as an important part for various machines. Although such coil springs have been manufactured from metal materials, metal coil springs have inferior properties such as heat resistance, corrosion resistance, and wear resistance. In recent years, the manufacture of ceramic coil springs capable of improving these properties has been increasing. Attempted.

セラミックスコイルばねの製造方法としては、セラミ
ックス粉体原料に成形性を付与する有機材料とその溶剤
とを混練し、この混練物を押し出して得られるセラミッ
クス線材を用いて目的とするコイル形状のコイルばねを
得る方法が行なわれている。
As a method of manufacturing a ceramic coil spring, an organic material imparting moldability to a ceramic powder raw material and a solvent thereof are kneaded, and a coil spring having a desired coil shape is formed using a ceramic wire obtained by extruding the kneaded material. The method of obtaining is performed.

成形性を付与する有機材料として水溶性のものを、そ
の溶剤として水を使用してコイルばねを製造した場合、
以下の問題が生じる。
When a water-soluble organic material that imparts moldability is used to manufacture a coil spring using water as the solvent,
The following problems arise.

線材に含まれる水分が多い場合(高含水率の線材) コイリング自体は容易であるが、コイリング用の芯棒
に巻きつけるとコイリング時に内側(内径)がつぶれや
すい。また、この状態で乾燥させると、水分の蒸発に伴
う乾燥収縮で線切れ、及び更にコイル内径のつぶれが生
じる。なお、高含水率の線材を用いてコイリングした場
合、コイリング直後に芯棒から成形体を取り外すと、保
形性がなくコイル形状を保持しない。
When the wire contains a large amount of water (a wire having a high water content) The coiling itself is easy, but when wound around a core rod for coiling, the inside (inner diameter) is easily crushed during coiling. In addition, if drying is performed in this state, wire breakage due to drying shrinkage due to evaporation of water and further collapse of the inner diameter of the coil occur. In the case of coiling using a wire rod having a high water content, if the molded body is removed from the core rod immediately after coiling, there is no shape retention and the coil shape is not maintained.

逆の線材に含まれる水分が少ない場合 セラミックス押出原料の混練時に添加水分量を少なく
するか、又は押し出した線材を乾燥させて水分量を少な
くし、コイリング後の乾燥収縮をできるだけ小さくしよ
うとすると、線材が硬くなり、その後のコイリング作業
が困難でコイリング時に線切れを生じる。また、雰囲気
(温度、湿度等)によってコイリングの状態が大きく影
響されるため、コイリング可能な条件が限定される。ま
た、微量な水分量の変化により、乾燥後の形状ばらつき
が大きい。したがって、線径1mm以下の細線のコイリン
グ及びD/d(D:コイル平均径、d:線径)の小さいコイリ
ングが困難である。
If the water content in the opposite wire is small, reduce the amount of water added during kneading of the ceramic extrusion raw material, or dry the extruded wire to reduce the water content, and try to minimize the drying shrinkage after coiling, The wire becomes hard, and subsequent coiling work is difficult, and wire breakage occurs during coiling. Further, since the coiling state is greatly affected by the atmosphere (temperature, humidity, etc.), the conditions under which coiling is possible are limited. In addition, variation in the shape after drying is large due to a slight change in the amount of water. Therefore, it is difficult to coil a fine wire having a wire diameter of 1 mm or less and a coil having a small D / d (D: average coil diameter, d: wire diameter).

そこで、一般的に考えられるセラミックスコイルばね
の製造方法としては、例えば以下のような方法が知られ
ている。
Therefore, as a generally considered method for manufacturing a ceramic coil spring, for example, the following method is known.

セラミックス粉体原料と、メチルセルロース、界面活
性剤、多価アルコール及び水とを混練し、押出成形して
線材を得た後、芯棒にコイリングし、そのまま仮焼結
し、その後芯棒を取り外して本焼結する方法(特開昭62
−7659号公報)。
The ceramic powder raw material, methyl cellulose, surfactant, polyhydric alcohol and water are kneaded, extruded to obtain a wire, coiled on a core rod, pre-sintered as it is, and then the core rod is removed. Main sintering method
-7659).

上記方法を改良して等ピッチのコイルばねを得るため
に、セラミックス粉体を主原料とする押出加工された線
材を水分調整し、該線材と同様な熱収縮特性を有する芯
棒に、間隔保持用コイル材とともに巻き付け、アルミナ
粉末中に埋め込んで仮焼結を行ない、仮焼結された線材
を芯棒から取り外して本焼結する方法(特開昭62−2501
3号公報)。
In order to improve the above method and obtain a coil spring having the same pitch, the water content of an extruded wire made of ceramic powder as a main material is adjusted, and the interval is maintained on a core rod having the same heat shrinkage property as the wire. And sintering by embedding it in alumina powder, pre-sintering the wire, removing the pre-sintered wire from the core rod and performing main sintering (Japanese Patent Laid-Open No.
No. 3).

なお、これらの方法をブロック図で示すと第6図のよ
うになる。第6図に示すように、これらの方法では原料
の混練物を押出成形して線材を得た後、乾燥走査により
線材を所定の水分率まで、一般に約3%以下の値まで低
下させることにより、セラミックスコイルばねの成形が
可能なように線材の可塑性を調整している。なお、線財
の可塑性が乾燥後(水分調整後)においても有利に保持
し得るように界面活性剤、多価アルコールを多添加して
いる。
FIG. 6 shows these methods in a block diagram. As shown in FIG. 6, in these methods, after extruding a kneaded material of a raw material to obtain a wire, the wire is dried and reduced to a predetermined moisture content, generally to a value of about 3% or less. The plasticity of the wire is adjusted so that the ceramic coil spring can be formed. In addition, a surfactant and a polyhydric alcohol are added in a large amount so that the plasticity of the wire can be advantageously maintained even after drying (after moisture adjustment).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、従来の方法には以下のような問題がある。 However, the conventional method has the following problems.

コイリング後の線切れ等を発生させないような線材を
得るために、乾燥による水分調整に微妙なコントロール
を必要とする。
In order to obtain a wire that does not cause wire breakage or the like after coiling, delicate control of moisture control by drying is required.

線材の可塑性が乾燥後においても有利に保持し得るた
め、コイリング後の保形性に乏しい。したがって、該線
材と同様な熱収縮特性を有する芯棒に巻いたまま焼結す
る必要がある。
Since the plasticity of the wire can be advantageously maintained even after drying, the shape retention after coiling is poor. Therefore, it is necessary to perform sintering while being wound on a core rod having the same heat shrinkage characteristic as the wire.

芯棒として線材と同様な熱収縮特性を有するものを用
いているため、線切れやコイルの内側の変形をある程度
防止することができるが、仮焼結まで行なうため再使用
することができず、芯棒に要するコストが高くなる。
Since a core rod having the same heat shrinkage property as the wire is used, wire breakage and deformation inside the coil can be prevented to some extent, but it cannot be reused because pre-sintering is performed. The cost required for the core bar increases.

芯棒として線材と同様な熱収縮特性を有するものを用
いる必要があるため、コイリングマシンを利用して金属
ばねと同様な方法でコイリングすることができず、量産
性がない。
Since it is necessary to use a core rod having a heat shrinkage characteristic similar to that of a wire rod, it cannot be coiled by a method similar to a metal spring using a coiling machine, and there is no mass productivity.

以上のように従来の方法はコスト、歩留り等の観点か
ら量産性の乏しい方法である。
As described above, the conventional method has poor mass productivity from the viewpoint of cost, yield, and the like.

本発明は上記問題点を解決し、細線のコイリングやD/
dの小さいコイリングが可能で、線材の線切れや変形等
を防止で、形状ばらつきも小さくすることができる量産
性のあるセラミックスコイルばねの成形装置を提供する
ことを目的とする。
The present invention solves the above problems, and performs coiling of fine lines and D /
An object of the present invention is to provide a mass-produced ceramic coil spring forming apparatus capable of performing coiling with a small d, preventing breakage or deformation of a wire, and reducing shape variation.

〔問題点を解決するための手段と作用〕[Means and actions for solving the problems]

本発明のセラミックスコイルばねの成形装置は、セラ
ミックス粉体を主成分とする乾燥した線材を浸漬させる
ための、アルコール、エステル、ケトン、芳香族炭化水
素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水素、塩素化炭化水素
の群から選択される単独溶媒もしくは2種以上の混合溶
媒、又はアルコールと少量の水との混合溶媒を収容した
溶媒槽と、該溶媒槽の後段に配置されたコイリング用の
芯棒又は自動コイリングマシンとを具備したことを特徴
とするものである。
The ceramic coil spring forming apparatus of the present invention is for immersing a dry wire mainly composed of ceramic powder, alcohol, ester, ketone, aromatic hydrocarbon, aliphatic hydrocarbon, alicyclic hydrocarbon, A solvent tank containing a single solvent or a mixed solvent of two or more selected from the group of chlorinated hydrocarbons, or a mixed solvent of alcohol and a small amount of water, and a core for coiling disposed after the solvent tank; A bar or an automatic coiling machine is provided.

本発明においては、線材を成形するために、溶媒槽の
前段に、セラミックス粉体を主成分とする混練物を線材
に成形する押出成形機及び該線材を乾燥する乾燥炉を設
けてもよい。
In the present invention, in order to form a wire rod, an extruder for forming a kneaded material containing ceramic powder as a main component into a wire rod and a drying furnace for drying the wire rod may be provided in a stage preceding the solvent tank.

本発明において、原料となるセラミックス粉体は、酸
化物系セラミックスでもよいし、非酸化物系セラミック
スでもよい。酸化物系セラミックスとしては、例えばア
ルミナ、ムライト、部分安定化ジルコニア等が挙げられ
る。また、非酸化物系セラミックスとしては、例えば窒
化ケイ素、炭化ケイ素、サイアロン等が挙げられる。
In the present invention, the ceramic powder as a raw material may be an oxide ceramic or a non-oxide ceramic. Examples of the oxide ceramics include alumina, mullite, partially stabilized zirconia, and the like. The non-oxide ceramics include, for example, silicon nitride, silicon carbide, sialon, and the like.

本発明において、添加する有機材料(一般にバインダ
ーとも呼ばれる)は、セラミックス粉体のような非可塑
性原料の成形において可塑性、保形性を付与し、しかも
焼結により分解、飛散して焼結体に不純物などの残渣を
残さないという特長を有している。
In the present invention, the organic material to be added (generally also called a binder) imparts plasticity and shape retention in the molding of a non-plastic raw material such as ceramic powder, and is decomposed and dispersed by sintering to form a sintered body. It has the advantage of not leaving residues such as impurities.

使用される有機材料には結合剤、可塑剤、分散剤など
がある。これらは一般的に以下の機能を持つことが知ら
れている。
Organic materials used include binders, plasticizers, dispersants and the like. These are generally known to have the following functions.

結合剤はグリーン成形体の強度保持として機能するも
のであり、その配合量が少な過ぎると、得られる混練物
がもろくなって押出成形やコイル状への加工が困難とな
る。また、その配合量があまりにも多くなると、ダイス
(ノズル)からの押出成形が困難となるなどの問題を発
生する。
The binder functions to maintain the strength of the green molded body. If the amount of the binder is too small, the obtained kneaded material becomes brittle, and it becomes difficult to perform extrusion molding or processing into a coil shape. On the other hand, if the compounding amount is too large, problems such as difficulty in extrusion molding from a die (nozzle) occur.

可塑剤は可塑性、柔軟性を与える機能で、押出成形や
押出成形して得られた線材に良好な柔軟性を与える。そ
の配合量が少な過ぎると、混練物の粘性が高くなり、押
出が困難となる問題を発生し、またその配合量があまり
にも多すぎると、混練物の強度が低下し、コイル形状の
保形性がなくなるなどの問題が発生する。
The plasticizer has a function of giving plasticity and flexibility, and gives good flexibility to extrusion molding or a wire obtained by extrusion molding. If the compounding amount is too small, the viscosity of the kneaded material increases, causing a problem that extrusion becomes difficult.If the compounding amount is too large, the strength of the kneaded material decreases, and the shape of the coil shape is maintained. Problems such as loss of performance occur.

分散剤はセラミックス粉体と有機材料を混練したとき
の均一分散及び有機材料の溶剤の添加量を低減させる機
能をもつ。
The dispersant has a function of uniformly dispersing the ceramic powder and the organic material when kneaded and reducing the amount of the organic material solvent added.

結合剤として水溶性のものを用いる場合、溶媒槽に収
容された溶媒に溶解しにくいもの、例えばメチルセルロ
ースが用いられる。可塑剤としては水溶性で、かつ溶媒
槽中の溶媒に溶解しやすいもの(両親媒性のもの)が選
択される。こうした可塑剤としては、例えばポリエチレ
ングリコールが挙げられる。また、ポリエチレングリコ
ールの一端又は両端を種々の親水基で置換したものでも
よい。以上の各原料は、適当な配合比で配合され、混練
された後、例えば押出成形機により線材に成形され、更
に水分をほとんど除去し、充分に乾燥収縮した状態まで
乾燥される。
When a water-soluble binder is used, a binder that is difficult to dissolve in a solvent contained in a solvent tank, for example, methylcellulose is used. As the plasticizer, a plasticizer which is water-soluble and easily soluble in a solvent in a solvent tank (amphiphilic) is selected. Examples of such a plasticizer include polyethylene glycol. Further, one or both ends of polyethylene glycol may be substituted with various hydrophilic groups. Each of the above-mentioned raw materials is blended at an appropriate blending ratio, kneaded, and then formed into a wire by, for example, an extruder, and further dried to a state where most of the water is removed and the dry shrinkage is sufficiently obtained.

本発明において、溶媒槽に収容された溶媒は、乾燥さ
れた線材に可塑性を付与する作用を有する(以下、この
溶媒をコイリング溶媒と記す)。こうしたコイリング溶
媒としては、セラミックス粉体粒子間に浸透しやすく、
有機材料を軟化させて可塑性を付与させるものが用いら
れる。すなわち、水溶性結合剤(例えばメチルセルロー
ス)を軟化させるが溶解させにくく、可塑成分を溶解さ
せる作用を有するものが用いられ、具体的にはアルコー
ル、エステル、ケトン、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水
素、脂環族炭化水素、塩素化炭化水素の群から選択され
る単独溶媒もしくは2種以上の混合溶媒、又はアルコー
ルと少量の水との混合溶媒が挙げられる。特に、エステ
ル、ケトンと塩素化炭化水素との混合溶媒、アルコール
と塩素化炭化水素との混合溶媒等が望ましい。上記のよ
うな混合溶媒は表面張力が小さく、線剤表面の空孔等か
らセラミックス粉体粒子間に入り込みやすいので、可塑
化効果により、また有機材料の軟化により線材に可塑性
を付与するのに有利である。また、コイリング溶媒とし
て混合溶媒を用いれば、その組成比により有機材料(結
合剤、可塑剤の溶解性)を調整でき、また乾燥時の溶媒
の蒸発速度を調整できるので、コイリング条件の選択の
幅が広くなる。
In the present invention, the solvent contained in the solvent tank has an action of imparting plasticity to the dried wire (hereinafter, this solvent is referred to as a coiling solvent). Such a coiling solvent easily penetrates between ceramic powder particles,
What softens an organic material and provides plasticity is used. That is, a binder that softens but hardly dissolves a water-soluble binder (eg, methylcellulose) and has a function of dissolving a plastic component is used. Specifically, alcohols, esters, ketones, aromatic hydrocarbons, and aliphatic hydrocarbons are used. , Alicyclic hydrocarbons, chlorinated hydrocarbons, a single solvent or a mixed solvent of two or more, or a mixed solvent of an alcohol and a small amount of water. In particular, a mixed solvent of an ester, a ketone and a chlorinated hydrocarbon, a mixed solvent of an alcohol and a chlorinated hydrocarbon, and the like are desirable. Since the mixed solvent as described above has a small surface tension and easily penetrates between the ceramic powder particles through pores or the like on the surface of the wire agent, it is advantageous for imparting plasticity to the wire by a plasticizing effect and by softening the organic material. It is. When a mixed solvent is used as the coiling solvent, the organic material (the solubility of the binder and the plasticizer) can be adjusted according to the composition ratio, and the evaporation rate of the solvent during drying can be adjusted. Becomes wider.

本発明の成形装置では、溶媒槽のコイリング溶媒に浸
漬されて可塑性が付与された線材は、旋盤式コイリング
マシンの芯棒に巻かれるか、又は自動コイリングマシン
によりコイリングされる。その後、コイル状成形体を乾
燥、脱バインダし、更に焼結することによりセラミック
スコイルばねが製造される。
In the molding apparatus of the present invention, the wire rod immersed in the coiling solvent in the solvent tank and given plasticity is wound around a core rod of a lathe type coiling machine, or is coiled by an automatic coiling machine. Thereafter, the coil-shaped formed body is dried, debindered, and sintered to produce a ceramic coil spring.

本発明の成形装置では、水分を除去して乾燥収縮させ
た線材をコイリング溶媒に浸漬する際に、線材がコイリ
ング溶媒を吸収してコイリングに必要な可塑性が付与さ
れる。そして、線材の乾燥後にはコイリング溶媒によっ
て可塑成分(ポリエチレングリコール等)が溶出し、か
つ結合剤(メチルセルロース)はコイリング溶媒によっ
て軟化するだけで、ほとんど溶解、膨潤していないの
で、良好な保形性が得られる。したがって、従来のよう
に線材中に含まれる水分及び有機材料(結合剤、可塑剤
等)によって、線材のコイリングに必要な可塑性を付与
する場合と異なり、水分調整がいらない、保形性が
よい、線材と同様な熱収縮特性を有する芯棒に巻いた
まま焼結する必要がない、従来の金属ばねと同様にコ
イリングマシンが使用できる、量産性がある、という
効果を得ることができる。そして、線材の線切れ等を防
止でき、細線のコイリングやD/dの小さいコイリングが
可能で、成形体の形状ばらつきも小さくすることができ
る。
In the molding device of the present invention, when the wire that has been dried and shrunk after removing water is immersed in a coiling solvent, the wire absorbs the coiling solvent and is given the plasticity required for coiling. After the wire is dried, the plastic component (eg, polyethylene glycol) is eluted by the coiling solvent, and the binder (methylcellulose) is only softened by the coiling solvent and hardly dissolves or swells. Is obtained. Therefore, unlike the conventional case where the moisture and organic materials (binders, plasticizers, etc.) contained in the wire material impart the plasticity required for coiling the wire material, there is no need for moisture adjustment and good shape retention. It is not necessary to perform sintering while being wound on a core rod having the same heat-shrinking property as a wire rod, and a coiling machine can be used similarly to a conventional metal spring. In addition, wire breakage of the wire can be prevented, coiling of a fine wire and coiling with a small D / d can be performed, and variation in the shape of a formed body can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第4図は線材の成形装置を示す構成図である。第4図
に示すように、線材の成形装置は、押出成形機1、乾燥
炉11及び巻取ドラム12から構成されている。上記押出成
形機1の内部には第1及び第2のスクリュー2,3が設け
られ、第1のスクリュー2はメインモータ4及び振動モ
ータ5によって、第2のスクリュー3はモータ6によっ
てそれぞれ回転するようになっている。また、押出成形
機1の内部は真空ポンプ7によって減圧にされる。押出
成形機1のホッパー8からは、セラミックス粉末、成形
性を付与する有機材料とその溶剤である水等を所定の配
合比で配合して調整された原料が供給される。そして、
原料は第1及び第2のスクリュー2,3によって混練さ
れ、ダイス9を通して押出されて線材10となり、乾燥炉
11で乾燥収縮した状態まで乾燥された後、径の大きい巻
取ドラム12に巻取られる。なお、線材の断面形状は真円
に限らず、だ円、四角形でもよい。
FIG. 4 is a configuration diagram showing a wire rod forming apparatus. As shown in FIG. 4, the wire rod forming apparatus includes an extruder 1, a drying furnace 11, and a winding drum 12. First and second screws 2, 3 are provided inside the extruder 1. The first screw 2 is rotated by a main motor 4 and a vibration motor 5, and the second screw 3 is rotated by a motor 6. It has become. The inside of the extruder 1 is evacuated by a vacuum pump 7. From the hopper 8 of the extruder 1, a raw material adjusted by mixing ceramic powder, an organic material for imparting moldability and water as a solvent thereof at a predetermined mixing ratio is supplied. And
The raw material is kneaded by first and second screws 2 and 3 and extruded through a die 9 to form a wire 10 and a drying furnace.
After being dried to the state where it has shrunk and dried in 11, it is wound on a winding drum 12 having a large diameter. The cross-sectional shape of the wire is not limited to a perfect circle, but may be an ellipse or a square.

上記のようにして作製された乾燥状態の線材のコイリ
ングは、第1図又は第3図に示す装置によって行なわれ
る。
Coiling of the wire in a dry state produced as described above is performed by the apparatus shown in FIG. 1 or FIG.

第1図の装置は、線材に可塑性を付与するコイリング
溶媒21を収容した溶媒槽22と、旋盤式コイリングマシン
(芯棒23のみを図示)とを有するものである。第1図に
おいて、線材10は溶媒槽22内のコイリング溶媒21に浸漬
されており、この線材10はコイリング溶媒21によって充
分な可塑性が付与された状態で旋盤式コイリングマシン
の芯棒23に巻かれてコイリングされる。芯棒23への線材
10の固定は、第2図(a)及び(b)に示すように、芯
棒23に孔23aを設けておき、この孔23aに線材10の端部を
挿入することにより行なわれる。なお、線材10の端部を
接着テープで芯棒23により固定してもよい。その後、線
材10がコイリングされた芯棒23をオーブン(図示せず)
中に挿入してコイリング溶媒を蒸発させることにより乾
燥する。
The apparatus shown in FIG. 1 has a solvent tank 22 containing a coiling solvent 21 for imparting plasticity to a wire, and a lathe type coiling machine (only the core bar 23 is shown). In FIG. 1, a wire 10 is immersed in a coiling solvent 21 in a solvent tank 22, and this wire 10 is wound around a core rod 23 of a lathe type coiling machine in a state where sufficient plasticity is imparted by the coiling solvent 21. It is coiled. Wire rod to core rod 23
As shown in FIGS. 2 (a) and (b), the fixing of the wire 10 is performed by providing a hole 23a in the core rod 23 and inserting the end of the wire 10 into the hole 23a. Note that the end of the wire 10 may be fixed by a core bar 23 with an adhesive tape. Thereafter, the core bar 23 on which the wire 10 is coiled is placed in an oven (not shown).
Dry by inserting into and evaporating the coiling solvent.

更に、線材10の端部を切断した後、線材10を芯棒23か
ら取り外し、焼結炉内で焼結することにより、セラミッ
クス焼結体からなるコイルばねが製造される。
Further, after the end of the wire 10 is cut, the wire 10 is removed from the core rod 23 and sintered in a sintering furnace, whereby a coil spring made of a ceramic sintered body is manufactured.

第3図図示の装置は、線材に可塑性を付与するコイリ
ング溶媒21を収容した溶媒槽22と、自動コイリングマシ
ン31とを有するものである。第3図において、線材10は
回転可能な支持台24上に巻かれており、溶媒槽22内のコ
イリング溶媒21に浸漬されて充分な可塑性が付与された
状態で、自動コイリングマシン31によってコイリングさ
れる。自動コイリングマシン31では、線材10は矯正ロー
ラ32及び送りローラ33によって送られ、ガイド34を通っ
て芯棒35に沿ってコイリングピン36、37で設定された曲
率及びピッチツール38で設定されたピッチでコイリング
された後、カッティングツール39で切断される。また、
乾燥はドライヤ40で行なわれる。
The apparatus shown in FIG. 3 has a solvent tank 22 containing a coiling solvent 21 for imparting plasticity to a wire, and an automatic coiling machine 31. In FIG. 3, the wire 10 is wound on a rotatable support table 24, and is immersed in a coiling solvent 21 in a solvent tank 22 and coiled by an automatic coiling machine 31 in a state where sufficient plasticity is imparted. You. In the automatic coiling machine 31, the wire 10 is fed by the straightening roller 32 and the feed roller 33, passes through the guide 34, along the core rod 35, the curvature set by the coiling pins 36, 37, and the pitch set by the pitch tool 38. And then cut with a cutting tool 39. Also,
Drying is performed in the dryer 40.

更に、線材10を芯棒35から取り外し、焼結炉内で焼結
することにより、セラミックス焼結体からなるコイルば
ねが製造される。
Further, the wire rod 10 is removed from the core rod 35 and sintered in a sintering furnace, whereby a coil spring made of a ceramic sintered body is manufactured.

以下、第1図、第3図、第4図図示の装置を使用し、
第5図にブロック図で示す方法に従ってセラミックスコ
イルばねを製造した例について説明する。
Hereinafter, using the apparatus shown in FIGS. 1, 3 and 4,
An example in which a ceramic coil spring is manufactured according to the method shown in the block diagram of FIG. 5 will be described.

製造例1 部分安定化ジルコニア100重量部、メチルセルロース
4重量部、ポリエチレングリコール4重量部、グリセリ
ン4重量部、ポリカルボン酸アンモニウム塩0.5重量
部、水16重量部を配合して原料を調整し、第4図図示の
押出成形機1に供給して口径0.55mmのダイス9から線材
10を押出した後、この線材10を60〜120℃に設定された
乾燥炉11内を通過させて乾燥し、550mm径の巻取りドラ
ム12に巻取った。この線材10の線径は0.52mmであった。
Production Example 1 100 parts by weight of partially stabilized zirconia, 4 parts by weight of methylcellulose, 4 parts by weight of polyethylene glycol, 4 parts by weight of glycerin, 0.5 parts by weight of ammonium polycarboxylate and 16 parts by weight of water were mixed to prepare a raw material. 4 Feeding to the extruder 1 shown in FIG.
After extruding the wire 10, the wire 10 was passed through a drying furnace 11 set at 60 to 120 ° C., dried, and wound up on a winding drum 12 having a diameter of 550 mm. The wire diameter of this wire 10 was 0.52 mm.

次に、溶媒槽22にコイリング溶媒21としてエチルアル
コール50vol%+イソプロピルアルコール50vol%の混合
溶媒を収容し、巻取りドラム12から取り外した線材10を
1分以上浸漬し、第1図及び第2図(a)、(b)に示
すように旋盤式コイリングマシンの芯棒23にコイリング
した。
Next, a mixed solvent of 50% by volume of ethyl alcohol + 50% by volume of isopropyl alcohol is contained as a coiling solvent 21 in a solvent tank 22, and the wire 10 removed from the winding drum 12 is immersed for 1 minute or more, and FIG. 1 and FIG. (A) As shown in (b), the core rod 23 of the lathe type coiling machine was coiled.

つづいて、コイリング溶媒を揮発させるために70℃の
オーブンで1分以上加熱した後、線材10の両端部を切断
し、芯棒23よりコイル状成形体を取り外した。得られた
コイル状成形体の形状は線径0.52mm、コイル平均径10.0
mm、有効巻数6巻、総巻数8巻、自由長11mmであった。
Subsequently, after heating in an oven at 70 ° C. for 1 minute or more to volatilize the coiling solvent, both ends of the wire 10 were cut off, and the coil-shaped formed body was removed from the core rod 23. The shape of the obtained coil-shaped formed body has a wire diameter of 0.52 mm and a coil average diameter of 10.0.
mm, the number of effective turns was 6, the total number of turns was 8, and the free length was 11 mm.

次いで、このコイル状成形体を焼結してセラミックス
コイルばねを製造した。得られたコイルばねの形状は線
径0.40mm、コイル平均径8.1mm、有効巻数6巻、総巻数
8巻、自由長10.0mmであった。
Next, this coiled compact was sintered to produce a ceramic coil spring. The shape of the obtained coil spring had a wire diameter of 0.40 mm, an average coil diameter of 8.1 mm, an effective number of turns of 6, a total of 8 turns, and a free length of 10.0 mm.

製造例2 上記製造例1と同様に第4図図示の装置を用いて成形
した線材10を、第3図図示の装置を用いてコイリングし
た。この場合、線材10をコイリング溶媒21に1分以上浸
漬し、上記製造例1と同一の形状となるように、自動コ
イリングマシン31のコイリングピン36、37及びピッチツ
ール38を配置してコイリングし、同時にドライヤ40でコ
イリング溶媒を揮発させた。そして、カッティングツー
ル39で末端を切断してコイル状成形体を得た。次いで、
このコイル状成形体を焼結したところ、上記製造例1と
ほぼ同一形状のセラミックスコイルばねを製造すること
ができた。
Production Example 2 A wire rod 10 molded using the apparatus shown in FIG. 4 in the same manner as in Production Example 1 was coiled using the apparatus shown in FIG. In this case, the wire 10 is immersed in the coiling solvent 21 for 1 minute or more, and the coiling pins 36 and 37 and the pitch tool 38 of the automatic coiling machine 31 are arranged and coiled so as to have the same shape as in the above-mentioned Production Example 1, At the same time, the coiling solvent was volatilized by the dryer 40. Then, the end was cut with a cutting tool 39 to obtain a coil-shaped molded body. Then
When this coil-shaped formed body was sintered, a ceramic coil spring having substantially the same shape as that of Production Example 1 could be produced.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明のセラミックスコイルばねの成形装置によれ
ば、線径1mm以下の細線のコイリングやD/dの小さいコイ
リングが可能であり、線切れ、コイル内側の変形がなく
なるとともに、形状ばらつきも少なくなり、歩留りが向
上する。また、金属ばねと同様に自動コイリングマシン
による成形が可能となり、成形速度が大幅に向上する。
According to the ceramic coil spring forming apparatus of the present invention, coiling of a thin wire having a wire diameter of 1 mm or less and coiling with a small D / d are possible, and wire breakage, deformation of the coil inside is eliminated, and shape variation is reduced, The yield is improved. Further, as with the metal spring, molding by an automatic coiling machine becomes possible, and the molding speed is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例におけるセラミックスコイルば
ねの成形装置を示す構成図、第2図(a)は同装置の芯
棒への線材の固定状態を示す正面図、同図(b)は同側
面図、第3図は本発明の他の実施例におけるセラミック
スコイルばねの成形装置を示す構成図、第4図は本発明
の実施例において用いられた線材の成形装置を示す構成
図、第5図は本発明の実施例におけるセラミックスコイ
ルばねの製造方法を示すブロック図、第6図は従来のセ
ラミックスコイルばねの製造方法を示すブロック図であ
る。 10……線材、21……コイリング溶媒、22……溶媒槽、31
……自動コイリングマシン、32……矯正ロール、33……
送りロール、34……ガイド、35……芯棒、36、37……コ
イリングピン、38……ピッチツール、39……カッティン
グツール、40……ドライヤ。
FIG. 1 is a block diagram showing an apparatus for forming a ceramic coil spring in an embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a front view showing a state in which a wire is fixed to a core rod of the apparatus, and FIG. FIG. 3 is a structural view showing a ceramic coil spring forming apparatus according to another embodiment of the present invention. FIG. 4 is a structural view showing a wire forming apparatus used in the embodiment of the present invention. FIG. 5 is a block diagram showing a method for manufacturing a ceramic coil spring in an embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a block diagram showing a conventional method for manufacturing a ceramic coil spring. 10 ... wire, 21 ... coiling solvent, 22 ... solvent tank, 31
…… Automatic coiling machine, 32… Straightening roll, 33 ……
Feed roll, 34… Guide, 35… Core rod, 36, 37… Coiling pin, 38… Pitch tool, 39… Cutting tool, 40… Dryer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 埜村 秀 神奈川県横浜市磯子区新磯子町1番地 株式会社日発グループ中央研究所内 (72)発明者 安達 隆介 神奈川県横浜市磯子区新磯子町1番地 株式会社日発グループ中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−7659(JP,A) 特開 昭60−52309(JP,A) 特開 平1−110907(JP,A) 特開 平1−110908(JP,A) 特開 平1−110909(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Hide Nomura 1 Shinisogocho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Nikka Group Central Research Laboratories Co., Ltd. (72) Inventor Ryusuke Adachi 1 Shinisogocho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Address: Nikkatsu Group Central Research Laboratory Co., Ltd. (56) References JP-A-62-7659 (JP, A) JP-A-60-52309 (JP, A) 1-1110908 (JP, A) JP-A-1-110909 (JP, A)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】セラミックス粉体を主成分とする乾燥した
線材を浸漬させるための、アルコール、エステル、ケト
ン、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、脂環族炭化水
素、塩素化炭化水素の群から選択される単独溶媒もしく
は2種以上の混合溶媒、又はアルコールと少量の水との
混合溶媒を収容した溶媒槽と、該溶媒槽の後段に配置さ
れたコイリング用の芯棒又は自動コイリングマシンとを
具備したことを特徴とするセラミックスコイルばねの成
形装置。
1. A group of alcohols, esters, ketones, aromatic hydrocarbons, aliphatic hydrocarbons, alicyclic hydrocarbons, and chlorinated hydrocarbons for immersing a dried wire mainly composed of ceramic powder. A solvent tank containing a single solvent or a mixed solvent of two or more solvents selected from, or a mixed solvent of alcohol and a small amount of water, and a core rod or an automatic coiling machine for coiling disposed at a subsequent stage of the solvent tank. An apparatus for forming a ceramic coil spring, comprising:
【請求項2】溶媒槽の前段に、セラミックス粉体を主成
分とする混練物を線材に成形する押出成形機及び該線材
を乾燥する乾燥炉を設けたことを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載のセラミックスコイルばねの成形装置。
2. An extruder for forming a kneaded material mainly composed of ceramic powder into a wire rod and a drying furnace for drying the wire rod are provided at a stage preceding the solvent tank. 2. The apparatus for forming a ceramic coil spring according to claim 1.
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