JP3278787B2 - スパイクピンとその製造方法 - Google Patents
スパイクピンとその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はスパイクピンとその製造
方法に関し、更に詳しくは、軽量で、耐摩耗性や強度特
性に優れていて、陸上競技用スパイクシューズのスパイ
クピンとして有用なスパイクピンとそれを製造する方法
に関する。
方法に関し、更に詳しくは、軽量で、耐摩耗性や強度特
性に優れていて、陸上競技用スパイクシューズのスパイ
クピンとして有用なスパイクピンとそれを製造する方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】陸上競技用シューズの底にはスパイクピ
ンが着脱自在に取り付けられているが、それらスパイク
ピンは、概ね、図４で示したように、ねじ部１，鍔部２
および接地突起部３とから成る一体成形体であり、前記
ねじ部１を靴底に設けられている取付孔に鍔部２までね
じ込んで使用される。
ンが着脱自在に取り付けられているが、それらスパイク
ピンは、概ね、図４で示したように、ねじ部１，鍔部２
および接地突起部３とから成る一体成形体であり、前記
ねじ部１を靴底に設けられている取付孔に鍔部２までね
じ込んで使用される。
【０００３】競技中、このスパイクピンには鍔部２を中
心にして大きな曲げ応力が発生すると同時に、接地突起
部３の表面は常時激しい摩耗作用を受ける。したがっ
て、スパイクピンは、強度特性と並んで耐摩耗性に優れ
ていることが要求される。一方、スピード競技や跳躍競
技では、スパイクシューズの軽量化が要求され、その一
環として、軽量なスパイクピンの提供が求められてい
る。
心にして大きな曲げ応力が発生すると同時に、接地突起
部３の表面は常時激しい摩耗作用を受ける。したがっ
て、スパイクピンは、強度特性と並んで耐摩耗性に優れ
ていることが要求される。一方、スピード競技や跳躍競
技では、スパイクシューズの軽量化が要求され、その一
環として、軽量なスパイクピンの提供が求められてい
る。
【０００４】この軽量化という要求に対応するために、
最近、Ｔｉ合金粉末を焼結して成るスパイクピンが開発
され、既に市販されている。
最近、Ｔｉ合金粉末を焼結して成るスパイクピンが開発
され、既に市販されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記したＴｉ合金粉末
を焼結して成るスパイクピンは、たしかに、軽量化とい
う要求を満たすことはできるが、しかし、他方では、強
度特性が充分に優れているとはいえず、また耐摩耗性も
不充分であり、折損等の損傷を起こす頻度が高いという
不都合がある。
を焼結して成るスパイクピンは、たしかに、軽量化とい
う要求を満たすことはできるが、しかし、他方では、強
度特性が充分に優れているとはいえず、また耐摩耗性も
不充分であり、折損等の損傷を起こす頻度が高いという
不都合がある。
【０００６】上記したスパイクピンは、Ｔｉ合金の粉末
焼結法で製造されるので、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図
である図５に示したように、組織内には、微小な空隙が
均一に分布していて、このことが上記不都合を引き起こ
すものと考えられる。本発明は、Ｔｉ合金の粉末焼結品
である従来のスパイクピンにおける上記した問題を解決
し、同じＴｉ合金製であるため、従来のＴｉ合金の粉末
焼結品と同じように軽量であるにもかかわらず、強度特
性や耐摩耗性は、優れているスパイクピンとその製造方
法の提供を目的とする。
焼結法で製造されるので、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図
である図５に示したように、組織内には、微小な空隙が
均一に分布していて、このことが上記不都合を引き起こ
すものと考えられる。本発明は、Ｔｉ合金の粉末焼結品
である従来のスパイクピンにおける上記した問題を解決
し、同じＴｉ合金製であるため、従来のＴｉ合金の粉末
焼結品と同じように軽量であるにもかかわらず、強度特
性や耐摩耗性は、優れているスパイクピンとその製造方
法の提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、β型Ｔｉ合金から成り、ね
じ部と鍔部と接地突起部とを有する一体成形体であっ
て、長手方向には繊維組織が連続して形成され、かつ、
表面にはＴｉＯ2 およびＯ2 拡散層でなる硬化層が形成
されていることを特徴とするスパイクピンが提供され、
また、β型Ｔｉ合金から成る線材を切断し、得られた線
材片の長手方向に冷間鍛造または温間鍛造で鍔部と接地
突起部とを一体成形したのち、ねじ部を転造し、更に続
けて、大気中で熱処理を行って表面酸化することを特徴
とするスパイクピンの製造方法が提供される。
ために、本発明においては、β型Ｔｉ合金から成り、ね
じ部と鍔部と接地突起部とを有する一体成形体であっ
て、長手方向には繊維組織が連続して形成され、かつ、
表面にはＴｉＯ2 およびＯ2 拡散層でなる硬化層が形成
されていることを特徴とするスパイクピンが提供され、
また、β型Ｔｉ合金から成る線材を切断し、得られた線
材片の長手方向に冷間鍛造または温間鍛造で鍔部と接地
突起部とを一体成形したのち、ねじ部を転造し、更に続
けて、大気中で熱処理を行って表面酸化することを特徴
とするスパイクピンの製造方法が提供される。
【０００８】本発明のスパイクピンは、全体がβ型Ｔｉ
合金で構成され、図４で示したように、ねじ部１と鍔部
２と接地突起部３との一体成形体である。しかし、その
内部組織は、図１の概略図で示すように、ねじ部１の頂
部１ａから接地突起部３の先端３ａに至るまで、すなわ
ち長手方向には、複数条のβ型Ｔｉ合金の繊維組織５が
切れることなく連続して形成されている。そして、全体
の表面には、β型Ｔｉ合金が酸化されて成る酸化物層と
Ｏ2 拡散層が硬化層６として形成されている。
合金で構成され、図４で示したように、ねじ部１と鍔部
２と接地突起部３との一体成形体である。しかし、その
内部組織は、図１の概略図で示すように、ねじ部１の頂
部１ａから接地突起部３の先端３ａに至るまで、すなわ
ち長手方向には、複数条のβ型Ｔｉ合金の繊維組織５が
切れることなく連続して形成されている。そして、全体
の表面には、β型Ｔｉ合金が酸化されて成る酸化物層と
Ｏ2 拡散層が硬化層６として形成されている。
【０００９】このスパイクピンは次のようにして製造さ
れる。まず、β型Ｔｉ合金から成る線材が用意される。
線材の材料であるβ型Ｔｉ合金としては、格別限定され
るものではなく、例えば、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌなどを
あげることができる。このＴｉ−２２Ｖ−４Ａｌは冷間
加工性が優れているという点で好適である。
れる。まず、β型Ｔｉ合金から成る線材が用意される。
線材の材料であるβ型Ｔｉ合金としては、格別限定され
るものではなく、例えば、Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌなどを
あげることができる。このＴｉ−２２Ｖ−４Ａｌは冷間
加工性が優れているという点で好適である。
【００１０】出発素材である線材は、通常、所定組成の
β型Ｔｉ合金を溶製したのち、そのインゴットに対し熱
間鍛造または熱間圧延を行って所望の直径に整形され
る。したがって、整形後の線材にあっては、線材の長手
方向に、上記熱間加工によって結晶粒が転形して成る複
数条の繊維組織が連続して延在している。本発明におい
ては、まず、上記した線材を長手方向と直角に切断し
て、所望長さの線材片にする。
β型Ｔｉ合金を溶製したのち、そのインゴットに対し熱
間鍛造または熱間圧延を行って所望の直径に整形され
る。したがって、整形後の線材にあっては、線材の長手
方向に、上記熱間加工によって結晶粒が転形して成る複
数条の繊維組織が連続して延在している。本発明におい
ては、まず、上記した線材を長手方向と直角に切断し
て、所望長さの線材片にする。
【００１１】したがって、図２で示したように、この線
材片７は、その両端面７ａ，７ｂ間で切れることなく連
続して延びる複数条の繊維組織７ｃを有している。つい
で、図２で示したように、この線材片７の長手方向か
ら、一対のパンチ８ａとダイ８ｂとを有する鍛造機を用
いて、冷間鍛造または温間鍛造を行う。この鍛造は、通
常、４〜５段行われる。その結果、図３で示したよう
に、ねじ部を除いては、最終製品の形状をした鍔部２，
接地突起部３を有する一体成形体７’が製造される。
材片７は、その両端面７ａ，７ｂ間で切れることなく連
続して延びる複数条の繊維組織７ｃを有している。つい
で、図２で示したように、この線材片７の長手方向か
ら、一対のパンチ８ａとダイ８ｂとを有する鍛造機を用
いて、冷間鍛造または温間鍛造を行う。この鍛造は、通
常、４〜５段行われる。その結果、図３で示したよう
に、ねじ部を除いては、最終製品の形状をした鍔部２，
接地突起部３を有する一体成形体７’が製造される。
【００１２】この鍛造の過程で、線材片７は上下方向に
圧縮され、鍔部に相当する個所では周方向に張り出して
塑性変形し、また接地突起部の先端に相当する個所では
その先端形状に対応して塑性変形していくので、当初は
略直線状であった線材片７の繊維組織７ｃも、全体とし
ては、切断されることなく材料塑性の流れに即応して変
形していく。
圧縮され、鍔部に相当する個所では周方向に張り出して
塑性変形し、また接地突起部の先端に相当する個所では
その先端形状に対応して塑性変形していくので、当初は
略直線状であった線材片７の繊維組織７ｃも、全体とし
ては、切断されることなく材料塑性の流れに即応して変
形していく。
【００１３】その結果、塑性変形後の張り出し部である
鍔部２，接地突起部３における繊維組織は、図１で示し
たようなフロー形状になる。すなわち、ねじ部の上端か
ら接地突起部の先端まで、切れることなく連続して延在
する複数条の繊維組織である。ついで、図３で示した一
体成形体７’を転造加工して、ねじ部相当個所１’に所
望のねじを刻設してねじ部にする。
鍔部２，接地突起部３における繊維組織は、図１で示し
たようなフロー形状になる。すなわち、ねじ部の上端か
ら接地突起部の先端まで、切れることなく連続して延在
する複数条の繊維組織である。ついで、図３で示した一
体成形体７’を転造加工して、ねじ部相当個所１’に所
望のねじを刻設してねじ部にする。
【００１４】その後、全体を大気中で熱処理する。その
結果、表面が酸化されることにより、表面全体に、Ｔｉ
Ｏ2 およびＯ2 拡散層でなる硬化層が形成され、図１で
示した本発明のスパイクピンが得られる。なお、この熱
処理は、前段で行った鍛造による加工硬化に対する焼鈍
作用としても機能する。硬化層６の厚みが厚すぎると、
スパイクピンは全体として強度特性が低下するようにな
り、また薄すぎると耐摩耗性の低下が引き起こされるよ
うになるので、通常、硬化層６の厚みは0.１〜0.３mm程
度にすることが好適である。
結果、表面が酸化されることにより、表面全体に、Ｔｉ
Ｏ2 およびＯ2 拡散層でなる硬化層が形成され、図１で
示した本発明のスパイクピンが得られる。なお、この熱
処理は、前段で行った鍛造による加工硬化に対する焼鈍
作用としても機能する。硬化層６の厚みが厚すぎると、
スパイクピンは全体として強度特性が低下するようにな
り、また薄すぎると耐摩耗性の低下が引き起こされるよ
うになるので、通常、硬化層６の厚みは0.１〜0.３mm程
度にすることが好適である。
【００１５】硬化層６の厚みは、熱処理時の温度，時間
によって制御することができる。通常、処理温度は７５
０〜９５０℃，処理時間は0.５〜1.０時間であることが
好ましい。最後に、全体の表面に常用のショットブラス
トを施してスケール等を除去したのち、例えば５５０℃
で４〜５時間の時効処理を行い、更にショットブラスト
で表面を清浄にして本発明のスパイクピンが出荷され
る。
によって制御することができる。通常、処理温度は７５
０〜９５０℃，処理時間は0.５〜1.０時間であることが
好ましい。最後に、全体の表面に常用のショットブラス
トを施してスケール等を除去したのち、例えば５５０℃
で４〜５時間の時効処理を行い、更にショットブラスト
で表面を清浄にして本発明のスパイクピンが出荷され
る。
【００１６】
【作用】このスパイクピンは、長手方向に延在する複数
条の繊維組織が形成されているので、曲げ強度は高くな
る。また、表面には硬化層が形成されているので、耐摩
耗性も優れている。そして全体はβ型Ｔｉ合金で構成さ
れているので軽量である。
条の繊維組織が形成されているので、曲げ強度は高くな
る。また、表面には硬化層が形成されているので、耐摩
耗性も優れている。そして全体はβ型Ｔｉ合金で構成さ
れているので軽量である。
【００１７】
実施例，比較例１，２ 組成：Ｔｉ−２２Ｖ−４Ａｌ，線径4.６mmの線材を切断
して長さ１４mmの線材片にした。この線材片を冷間鍛造
機に供給して５段の冷間鍛造を行って、図３で示した形
状の一体成形体７’を製造した。ついで、転造してねじ
部を刻設してスパイクピン形状にした。
して長さ１４mmの線材片にした。この線材片を冷間鍛造
機に供給して５段の冷間鍛造を行って、図３で示した形
状の一体成形体７’を製造した。ついで、転造してねじ
部を刻設してスパイクピン形状にした。
【００１８】得られたスパイクピンの前駆体を、大気中
で、温度８５０℃の熱処理炉に１時間投入して表面酸化
を行い、本発明のスパイクピンにした。ねじ部の直径５
mm，長さ5.７mm，鍔部の直径８mm，厚み１mm，接地突起
部の直径4.６mm，長さ６mmである。得られたスパイクピ
ンを長手方向に切断し、その切断面をシュウ酸で腐食し
て組織を目視観察した。図１で示したように、表面はＴ
ｉＯ2 およびＯ2 拡散層から成る酸化層（硬化層）６で
被覆され、内部には、長手方向に切れることなく伸びて
いる繊維組織５が認められた。
で、温度８５０℃の熱処理炉に１時間投入して表面酸化
を行い、本発明のスパイクピンにした。ねじ部の直径５
mm，長さ5.７mm，鍔部の直径８mm，厚み１mm，接地突起
部の直径4.６mm，長さ６mmである。得られたスパイクピ
ンを長手方向に切断し、その切断面をシュウ酸で腐食し
て組織を目視観察した。図１で示したように、表面はＴ
ｉＯ2 およびＯ2 拡散層から成る酸化層（硬化層）６で
被覆され、内部には、長手方向に切れることなく伸びて
いる繊維組織５が認められた。
【００１９】ついで、このスパイクピンにつき、表面に
形成されている硬化層の厚み（mm），表面のヴィッカー
ス硬さ（Ｈｖ），表面のシャルピー衝撃値（kg・m/cm2)
を測定した。その結果を表１に示した。比較のために、
酸化処理を行わない場合の上記特性も測定し、それを比
較例１として示した。
形成されている硬化層の厚み（mm），表面のヴィッカー
ス硬さ（Ｈｖ），表面のシャルピー衝撃値（kg・m/cm2)
を測定した。その結果を表１に示した。比較のために、
酸化処理を行わない場合の上記特性も測定し、それを比
較例１として示した。
【００２０】更に、市販されているＴｉ合金の粉末焼結
品についても上記特性を測定し、その結果を比較例２と
して示した。
品についても上記特性を測定し、その結果を比較例２と
して示した。
【００２１】
【表１】
【００２２】表から明らかなように、連続する繊維組織
が形成されているスパイクピン（実施例，比較例１）
は、粉末焼結品のスパイクピン（比較例２）に比べて耐
衝撃性が格段に優れている。そして、実施例と比較例１
では、表面に硬化層が形成されている本発明のスパイク
ピンは表面の硬さが比較例１に比べて優れていて、耐摩
耗性が向上している。
が形成されているスパイクピン（実施例，比較例１）
は、粉末焼結品のスパイクピン（比較例２）に比べて耐
衝撃性が格段に優れている。そして、実施例と比較例１
では、表面に硬化層が形成されている本発明のスパイク
ピンは表面の硬さが比較例１に比べて優れていて、耐摩
耗性が向上している。
【００２３】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
スパイクピンは全体がβ型Ｔｉ合金で形成されているの
で軽量である。そして、強度，靱性および耐摩耗性も優
れている。これは、長手方向に切れることなく延びる繊
維組織を形成し、かつ、表面にＴｉＯ2 およびＯ2 拡散
層である硬化層を形成したことがもたらす効果である。
スパイクピンは全体がβ型Ｔｉ合金で形成されているの
で軽量である。そして、強度，靱性および耐摩耗性も優
れている。これは、長手方向に切れることなく延びる繊
維組織を形成し、かつ、表面にＴｉＯ2 およびＯ2 拡散
層である硬化層を形成したことがもたらす効果である。
【００２４】本発明のスパイクピンは、陸上競技用シュ
ーズに使用して有効であるだけではなく、例えばゴルフ
シューズやスノータイヤのトレッドとして使用すること
もできる。
ーズに使用して有効であるだけではなく、例えばゴルフ
シューズやスノータイヤのトレッドとして使用すること
もできる。
【図１】本発明のスパイクピンの断面組織を例示する断
面図である。
面図である。
【図２】線材片に冷間鍛造を行う状態を示す概略図であ
る。
る。
【図３】鍛造後に得られた一体成形体を示す側面図であ
る。
る。
【図４】スパイクピンを示す側面図である。
【図５】Ｔｉ合金の粉末焼結品であるスパイクピンの断
面組織を示す断面図である。
面組織を示す断面図である。
１ ねじ部 １’ ねじ部相当個所 ２ 鍔部 ３ 接地突起部 ４ 空隙 ５ 繊維組織 ６ 硬化層 ７ 線材片 ７ａ，７ｂ 線材片７の端面 ７ｃ 繊維組織 ７’ 一体成形体 ８ａ パンチ ８ｂ ダイス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A43C 15/02 102 B21K 1/44 C23C 8/10
Claims (2)
- 【請求項１】 β型Ｔｉ合金から成り、ねじ部と鍔部と
接地突起部とを有する一体成形体であって、長手方向に
は繊維組織が連続して形成され、かつ、表面にはＴｉＯ
2 およびＯ2 拡散層でなる硬化層が形成されていること
を特徴とするスパイクピン。 - 【請求項２】 β型Ｔｉ合金から成る線材を切断し、得
られた線材片の長手方向に冷間鍛造または温間鍛造で鍔
部と接地突起部とを一体成形したのち、ねじ部を転造
し、更に続けて、大気中で熱処理を行って表面酸化する
ことを特徴とするスパイクピンの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29177793A JP3278787B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | スパイクピンとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29177793A JP3278787B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | スパイクピンとその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07143904A JPH07143904A (ja) | 1995-06-06 |
| JP3278787B2 true JP3278787B2 (ja) | 2002-04-30 |
Family
ID=17773291
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29177793A Expired - Fee Related JP3278787B2 (ja) | 1993-11-22 | 1993-11-22 | スパイクピンとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3278787B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7107501B2 (ja) * | 2018-07-11 | 2022-07-27 | 株式会社オー・ケー・シー | β型チタン合金及びその製造方法 |
-
1993
- 1993-11-22 JP JP29177793A patent/JP3278787B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07143904A (ja) | 1995-06-06 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |