JP3894768B2 - 合成樹脂スプリングおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
この発明は合成樹脂スプリング、特にフッ素樹脂材料にてなるスプリングとおよびその製造方法、またそのスプリングを利用したチェックバルブに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の一般の合成樹脂スプリングは、外型と内型間に形成された螺旋状の成型部内に合成樹脂材料を射出成形して型抜きすることにより成形してきた。合成樹脂のスプリングは不錆の特性を活かして鋼製スプリングの使用できない場面において使用されているが、耐薬品性や耐高熱性において脆弱さを有するために使用できる環境がごく限られていた。例えば流体の通過を規制するチェックバルブの一部にはほんの僅かな不純物が流体に混入することさえ許されないものがあり、このような種類のチェックバルブは不錆性のほか耐薬品性や耐高熱性などにすぐれたフッ素樹脂を用いて本体や部品を形成するようにしているが、逆流防止弁に付勢を与えるスプリングは強度や耐薬品性，耐熱性などの点で従来の一般の合成樹脂スプリングを使用することができないため鋼製のスプリング等のばね材が使用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
そこで強度もあり耐薬品性や耐高熱性に優れたフッ素樹脂、例えば四フッ化エチレン樹脂（テフロン（Ｒ）など），三フッ化塩化エチレン樹脂（ダイフロン（Ｒ）など）らの合成樹脂材料のスプリングへの利用も試みられてきたが、これらの合成樹脂の多くはその耐高熱性などによりかえって射出成形にて成形加工することが難しいという問題があり、また射出成形することができる一部の材料においても射出成形自体が精密な成形型の作成費用など膨大な設備投資を要すために大量の需要が望めないと採算割れを生じてしまうという問題があって、これらの合成樹脂材料は鋼製のスプリングや板ばねなどを樹脂による被覆にてその弱点をカバーする程度の使用のされ方にとどまっているという課題がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、弾性を有すフッ素樹脂の丸棒体材料の外周を螺旋状に切削加工して螺旋状の羽根を外周に有すスクリュー軸体を形成し、該スクリュー軸体の螺旋状の羽根部分を治具にて押え止め固定しておいてくり抜き加工用のドリルを用いて該スクリュー軸体の軸体部分をくり抜き加工し、残る螺旋状の羽根部分を治具から取り出すことによりフッ素樹脂製のスプリングを形成し、または治具による押え止め固定にかえて該軸体部分のくり抜きに当って外周に薄皮を残して該軸体部分をくり抜き加工し、次いで残る薄皮を切除して螺旋状の羽根にてフッ素樹脂製のスプリングを形成するようにして、かかる課題を解決するようにしたのである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
市販されているフッ素樹脂製の丸棒体１を切削機械（図示してない）にセットし切削加工して、図１（ｂ）に示すように外周に断面視正方形で螺旋状の羽根２を設けたスクリュー軸体３を形成し、図２に示すように該スクリュー軸体３の羽根２部分が捩れたりばらばらにならないように治具４にて固定してから軸体部分３ａをくり抜き加工する径のドリル刃５を用いて軸体部分３ａを削除するのである。残った羽根２を治具４から取り出すことにより図３に示すようなフッ素樹脂製のスプリング６を得ることができることとなる。フッ素樹脂の丸棒体１はスプリングの設計に適合する物理的，機械的，熱的，電気的，耐久性その他の特徴を満足する素材と径のものを選択して用いるのである。
【０００６】
図４は治具４を用いて羽根２を押え止めることのできない特に小型のスプリングを成形する要領を示すもので、前例と同じにスクリュー軸体３を形成した後、軸体部分３ａよりも僅かに細い径のドリル刃５を用いて軸体部分３ａの外周を薄皮３ｂとして残して軸体部分３をくり抜き削除し、残った薄皮３ｂ部分をカッターなどで切除し取り除いて羽根２部分にてなるスプリング６を得るようにしたのである。薄皮３ｂを残すことによって軸体部分３ａのくり抜き作業中に羽根２が捩れたりばらばらになって損壊することが防止されるので、羽根２が小さすぎるために専用治具を用いることのできないような小型のスプリング６を形成することができることとなる。専用の治具を要せず一般的な挟み治具（図示してない）にてくり抜き加工をすることができるので、試作品等の形成にも有効に利用することができる方法となる。
【０００７】
図５は以上のようにして得られたフッ素樹脂製のスプリングを使用したチェックバルブ７の１例を示すものである。流体入口８ａと出口８ｂとを有す筒状の本体８と、該本体８の内部中間に取付けた流体の圧力により後退して流体の流路間隙Ｒを開放する逆流防止弁９とをフッ素樹脂材料にて形成し、逆流防止弁９を螺挿固定するための後側部材９ａと流体の圧力により後退して流路間隙Ｒを開放する前側部材９ｂ間に前側部材９ｂを前進付勢して常態において流路を閉じる方向に付勢するスプリングに前記のフッ素樹脂製のスプリング６を使用したのである。Ｏリング１０も含めてすべての部材をフッ素樹脂材料にて構成することができたので、耐薬品性や耐高熱性にすぐれ錆も出ずして流体に一切の不純物を混入するおそれなく安心して長期間使用することのできるチェックバルブを得ることができることとなる。また構造も簡単であるので、使用条件によってスプリングの付勢力を変えたいときは逆流防止弁９の後側部材９ａを螺脱してスプリング６を適宜に交換することによって容易に付勢力を調整することができることとなる。
【０００８】
【発明の効果】
本発明は以上のようにして、弾性のある合成樹脂の丸棒体を切削加工して外周に螺旋状の羽根を有すスクリュー軸体とし、次いでくり抜き加工により軸体部分を削除して残る螺旋状の羽根部分をもってスプリングとすることにより、一般の合成樹脂のように射出成形にて成形することの難しいフッ素樹脂製のスプリングも射出成形などに較べてはるかに低コストにおいて得ることができるという効果を生ずる。
【０００９】
くり抜き加工で軸体部分の外周を薄皮として残し、次いで該薄皮部分を切除するようにしたことにより、羽根部分を治具で押え止めることのできない小型のスプリングを成形することができるという効果を生じ、また専用の治具を用意する必要がないので試作品スプリングを簡易に成形することができるという効果を生ずる。
【００１０】
以上のようにして成形したフッ素樹脂製のスプリングを用いることによりオールフッ素樹脂製のチェックバルブを得ることができるので、不純物の混入がまったく許されない流体用としてメンテナンスフリーで長期間安心して使用することのできるチェックバルブを新規に提供することができるという効果を生ずる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）はフッ素樹脂製の丸棒体の正面図、（ｂ）は切削加工により形成したスクリュー軸体の正面図
【図２】 スクリュー軸体の羽根を治具により押え止めてドリル刃により軸体部分をくり抜き削除した状態を示す正面図
【図３】 スプリングの正面図
【図４】 外周の薄皮部分を残して軸体部分をくり抜き加工した例を示す正面図
【図５】 チェックバルブの１例を示すもので、（ａ）はスプリングの付勢により流路間隙が閉じている状態、（ｂ）は流体の圧力により流路間隙が開放した状態を示す断面図
【符号の説明】
１は丸棒部材
２は羽根
３はスクリュー軸
３ａ軸体部分
３ｂは薄皮
４は治具
５はドリル刃
６はスプリング
７はチェックバルブ
８は本体
８ａは流体入口
８ｂは流体出口
９は逆流防止弁
９ａは後側部材
９ｂは前側部材
１０はＯリング
Claims (2)
- 弾性を有すフッ素樹脂の丸棒体材料の外周を螺旋状に切削加工して螺旋状の羽根を外周に有すスクリュー軸体を形成し、該スクリュー軸体の螺旋状の羽根部分を治具にて押え止め固定しておいてくり抜き加工用のドリルを用いて該スクリュー軸体の軸体部分をくり抜き加工し、残る螺旋状の羽根部分を治具から取り出すことによりフッ素樹脂製のスプリングを形成し、または治具による押え止め固定にかえて該軸体部分のくり抜きに当って外周に薄皮を残して該軸体部分をくり抜き加工し、次いで残る薄皮を切除して螺旋状の羽根にてフッ素樹脂製のスプリングを形成するようにしたことを特徴とするフッ素樹脂スプリングの製造方法。
- 弾性を有すフッ素樹脂の丸棒体材料の外周に螺旋状の羽根を設けたスクリュー軸体を形成し、該スクリュー軸体の軸体部分をくり抜き、または該軸体の外周を薄皮として残してくり抜き、次いで該薄皮を切除することで、螺旋状の羽根部分にてフッ素樹脂のスプリングを形成するようにしたことを特徴とするフッ素樹脂スプリング。
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