JP7399005B2 - Flying object, non-destructive testing equipment, and method for manufacturing flying object - Google Patents
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Description
本発明は、飛翔体、非破壊検査装置および飛翔体の製造方法に関する。 The present invention relates to a flying object, a nondestructive testing device, and a method for manufacturing a flying object.
近年、コンクリート製の橋、トンネル等の構造物では、経年劣化、浸食等に起因するコンクリートの剥落事故が社会問題となっている。そのため、構造物の欠陥を精度よく評価する装置の開発が求められている。 In recent years, concrete spalling accidents caused by aging deterioration, erosion, etc. have become a social problem in concrete structures such as bridges and tunnels. Therefore, there is a need to develop a device that can accurately evaluate defects in structures.
例えば、特許文献1では、圧縮空気を利用して飛翔体を飛ばすためのノズルを備え、ノズルの先端と弾性波を入力するコンクリートの構造物の表面との間を一定距離とし、ノズルの軸心が弾性波を入力する構造物の表面に対して一定の角度となるように設置できる治具を備えた弾性波入力装置が提案されている。そして、飛翔体は、アルミニウムやチタンからなることが記載されている。 For example, in Patent Document 1, a nozzle for flying a projectile object using compressed air is provided, and the distance between the tip of the nozzle and the surface of a concrete structure into which elastic waves are input is set at a constant distance, and the axis of the nozzle is An elastic wave input device has been proposed that includes a jig that can be installed so that the structure is at a constant angle with respect to the surface of a structure into which elastic waves are input. It is also described that the flying object is made of aluminum or titanium.
しかしながら、飛翔体がアルミニウムやチタンからなる場合、構造物への衝突後、河床や海底に落下すると、金属であるが故に、河床や海底の堆積物と同化することができず、汚染源として残り、環境への負荷が大きいという問題があった。 However, if a flying object is made of aluminum or titanium and falls onto a riverbed or seabed after colliding with a structure, it cannot be assimilated into riverbed or seabed sediments because it is a metal, and it remains as a source of pollution. There was a problem that the burden on the environment was large.
また、金属は破壊靭性が大きいため、構造物に衝突しても粉々に破砕されず、サイズの大きな汚染源として残りやすいという問題もあった。 Another problem is that metals have high fracture toughness, so even if they collide with a structure, they do not break into pieces and tend to remain as a large source of contamination.
本発明は、上記課題を解決すべく案出されたものであり、コンクリートの構造物に衝突して破砕した後、粉々になりやすく、しかも環境に負荷を与えにくい飛翔体、非破壊検査装置および飛翔体の製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention was devised to solve the above problems, and provides a flying object, a non-destructive testing device, and The object of the present invention is to provide a method for manufacturing a flying object.
本発明の飛翔体は、コンクリートの構造物の欠陥検査に用いられる、球状、弾丸状または円柱状の飛翔体であって、粉末状の鉄、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化鉄、酸化マグネシウム、含水珪酸マグネシウム、炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンおよびフェライトの少なくともいずれかを主成分とし、副成分が熱硬化性樹脂である複合体からなる。 The flying object of the present invention is a spherical, bullet-shaped, or cylindrical flying object used for defect inspection of concrete structures, and includes powdered iron, aluminum oxide, silicon oxide, iron oxide, magnesium oxide, and water-containing flying object. It consists of a composite whose main component is at least one of magnesium silicate, titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride, and ferrite, and whose subcomponent is a thermosetting resin.
本発明の非破壊検査装置は、上記構成の飛翔体と、該飛翔体を装填するノズルと、圧縮空気を用いて前記ノズルの内部から前記構造物に向けて前記飛翔体を発射し、前記飛翔体が前記構造物に衝突して生じる弾性波の波形を収録するセンサーと、を備えてなる。 The non-destructive inspection device of the present invention includes a flying object having the above configuration, a nozzle into which the flying object is loaded, and using compressed air to fire the flying object from inside the nozzle toward the structure. and a sensor that records the waveform of an elastic wave generated when a body collides with the structure.
本発明の飛翔体の製造方法は、乾式加圧成形装置または射出成形装置を用いて成形体を得る工程と、前記成形体を焼成して焼結体を得る工程と、前記焼結体をバレル研磨する工程と、を備えてなる。 The method for manufacturing a flying object of the present invention includes a step of obtaining a molded body using a dry pressure molding device or an injection molding device, a step of firing the molded body to obtain a sintered body, and a step of molding the sintered body into a barrel. and a polishing step.
本開示の飛翔体は、コンクリートの構造物に衝突して破砕した後、粉々になりやすく、しかも環境に負荷を与えにくい。 After colliding with a concrete structure and crushing it, the flying object of the present disclosure is likely to be shattered into pieces and is less likely to impose a burden on the environment.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。ただし、本明細書の全図において、混同を生じない限り、同一部分には同一符号を付し、その説明を適時省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, in all the figures of this specification, unless confusion arises, the same parts are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted as appropriate.
図1は本開示の飛翔体を装填した非破壊検査装置の一例を示す模式図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a non-destructive inspection device loaded with a flying object according to the present disclosure.
図1に示す非破壊検査装置40は、コンクリートの構造物32の欠陥を評価するための装置であり、構造物32の欠陥検査に用いられる飛翔体10と、飛翔体10を装填するノズル31と、圧縮空気を用いてノズル31の内部から構造物32に向けて飛翔体10を発射し、飛翔体10が構造物32に衝突して生じる弾性波の波形を収録するセンサー33と、を備えてなる。
The
図1に示すように、ノズル31は、アーム34に所定間隔毎に複数装着されている。図1に示す例では、ノズル31は、アーム34に6個装着されているが、例えば、4個~8個であってもよい。アーム34は長尺状であって、例えば、長さが1.5m~2.5mであり、ノズル31は0.3m~0.4mの間隔毎にアーム34に取付けられている。アーム34は、圧縮空気を供給するための円筒状の支持部材35によって支持されている。また、アーム34は、配管36を挿入するための内部空間34aを有しており、圧縮空気は支持部材35および配管36を通してノズル31に供給される。配管36の各ノズル31への接続部には、電磁バルブ37が取り付けられ、電磁バルブ37を遠隔操作することにより、ノズル31への圧縮空気の供給を開始したり、停止したりする。電磁バルブ37を操作するリード線(図示しない)は、内部空間34aに収納されている。
As shown in FIG. 1, a plurality of
電磁バルブ37を開くと、飛翔体10はノズル31から構造物32に向かって発射され、構造物32に弾性波を入力する。
When the
図1に示す構造の場合、ノズル31がアーム34に複数装着されているので、例えば、左端のノズル31から右端のノズル31に向かって順次所定の時間差毎に飛翔体10を発射して、構造物32に弾性波を入力することができる。
In the case of the structure shown in FIG. 1, since a plurality of
センサー33は、弾性波の波形を収録するものであり、例えば、接触式の加速度計、非接触式のレーザー変位計等を用いることができる。
The
センサー33には、微弱なアナログ信号を増幅する増幅器、アナログ信号をデジタル信号へ変換するA/Dコンバーター、波形をデジタル信号として記録する波形記録装置(いずれも図示しない)等が接続される。
The
図2は、図1に示す非破壊検査装置に装填可能な飛翔体の一例を示す、(a)は断面図であり、(b)は(a)のA部を拡大した断面図であり、(c)は(a)のB部を拡大した断面図である。 FIG. 2 shows an example of a flying object that can be loaded into the non-destructive testing device shown in FIG. (c) is an enlarged sectional view of part B in (a).
図3は、図1に示す非破壊検査装置に装填可能な飛翔体の他の例を示す、(a)は断面図であり、(b)は(a)のC部を拡大した断面図であり、(c)は(a)のD部を拡大した断面図である。 FIG. 3 shows another example of a flying object that can be loaded into the non-destructive testing device shown in FIG. (c) is an enlarged sectional view of portion D in (a).
図2、3に示す飛翔体10A、10Bは、いずれも球状であって、粉末状の鉄、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化鉄、酸化マグネシウム、含水珪酸マグネシウム(タルク)、炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンおよびフェライトの少なくともいずれかを主成分とし、副成分が熱硬化性樹脂である複合体からなる。飛翔体10A、10Bは、直径が、例えば、8mm以上12mm以下である。
The
飛翔体は、球状以外、弾丸状または円柱状であってもよい。 The flying object may have a bullet shape or a cylindrical shape other than a spherical shape.
飛翔体10A、10Bは上記複合体からなると、飛翔体10A、10Bが構造物32に衝突、破砕すると、粉末状の主成分は、粉々になりやすく、しかも主成分に対して、副成分である熱硬化性樹脂による拘束力が働くので、散乱しにくくなる。また、熱硬化性樹脂は、飛翔体の成形工程では、主成分同士を結合させるように働くので、成形体の保形性を向上させることができる。
Since the
熱硬化性樹脂は、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、フラン樹脂、ポリブタジエン樹脂、アイオノマー樹脂、EEA樹脂、AAS樹脂(ASA樹脂)、AS樹脂、ACS樹脂、エチレン酢ビコポリマー、エチレンビニルアルコール共重合樹脂、ABS樹脂、塩化ビニル樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、酢酸繊維素樹脂、フッ素樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド樹脂6,66、ポリアミド樹脂11,12、ポリアリレート樹脂、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、液晶ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、ポリサルフォン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリフェニレンエーテル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリブタジエン樹脂、ポリプロピレン樹脂、メタクリル樹脂、メチルペンテンポリマー、MMA樹脂、ビニルエステル樹脂、光硬化型樹脂等である。また、ワックスやグリセリンを含んでいてもよい。
Examples of the thermosetting resin include epoxy resin, phenol resin, melamine resin, urea resin, unsaturated polyester resin, polyimide resin, furan resin, polybutadiene resin, ionomer resin, EEA resin, AAS resin (ASA resin), AS resin, ACS resin, ethylene acetate copolymer, ethylene vinyl alcohol copolymer resin, ABS resin, vinyl chloride resin, chlorinated polyethylene resin, cellulose acetate resin, fluororesin, polyacetal resin, polyamide resin 6, 66,
ワックスは、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド、フタル酸エステル、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、カルナバワックス、モンタン系ワックス、ウレタン化ワックス、無水マレイン酸変性ワック
スおよびポリグリコール系化合物の少なくともいずれかである。
The wax is at least one of fatty acid ester, fatty acid amide, phthalate ester, paraffin wax, microcrystalline wax, polyethylene wax, polypropylene wax, carnauba wax, montan wax, urethanized wax, maleic anhydride modified wax, and polyglycol compound. That's it.
そして、複合体を構成する成分はX線回折装置を用いて同定する。各成分の含有量は、X線回折装置により得られたスペクトルを、リートベルト法を用いて解析することにより求めればよい。本開示における主成分とは、複合体を構成する成分の合計100質量%のうち、50質量%を超える成分のことである。複合体を構成しない成分、例えば、不可避の金属不純物の含有量は、蛍光X線分析装置またはICP発光分光分析装置を用いて求めればよい。 The components constituting the complex are then identified using an X-ray diffraction device. The content of each component may be determined by analyzing a spectrum obtained by an X-ray diffraction device using the Rietveld method. The main component in the present disclosure refers to a component that exceeds 50% by mass out of the total 100% by mass of components constituting the composite. The content of components that do not constitute a complex, such as unavoidable metal impurities, may be determined using a fluorescent X-ray analyzer or an ICP emission spectrometer.
熱硬化性樹脂は、複合体の内部で網目状に連結しているとよい。 The thermosetting resin is preferably connected in a network inside the composite.
熱硬化性樹脂が、複合体の内部で網目状に連結していると、飛翔体10A、10Bの内部まで主成分が分散した状態になるので、粉末状の主成分は、さらに粉々になりやすく、河床や海底の堆積物に同化しやすくなる。 If the thermosetting resin is connected in a network inside the composite, the main component will be dispersed to the inside of the flying objects 10A and 10B, so the powdery main component will be more likely to shatter. , it becomes easier to assimilate into riverbed and seabed sediments.
複合体は、表層部が内部よりも緻密質であってもよい。 The surface layer of the composite may be denser than the interior.
表層部が内部よりも緻密質であると、表層部の機械的強度が高くなるので、飛翔体10A、10Bのノズル31への装填が容易となる。
If the surface layer is denser than the inside, the mechanical strength of the surface layer will be higher, making it easier to load the flying objects 10A, 10B into the
ここで、飛翔体が球状である場合、表層部とは、飛翔体の直径に対して球面10aから中心に向かって深さ方向で10%以内の領域をいい、内部とは、表層部を除く領域をいう。
Here, when the projectile is spherical, the surface layer refers to an area within 10% of the diameter of the projectile in the depth direction from the
表層部および内部のそれぞれの相対密度は、アルキメデス法に準拠して求めればよい。 The relative densities of the surface layer portion and the interior portion may be determined based on the Archimedes method.
表層部および内部の各相対密度の差は、例えば、2%以上である。 The difference in relative density between the surface layer portion and the inside portion is, for example, 2% or more.
図4は、本開示の飛翔体を形成する複合体を研磨して得られる観察面を光学顕微鏡で撮影した写真である。 FIG. 4 is a photograph taken with an optical microscope of an observation surface obtained by polishing the composite body forming the flying object of the present disclosure.
図4に示すように、複合体は、気孔17を複数有し、分散している。 As shown in FIG. 4, the composite has a plurality of pores 17, which are dispersed.
例えば、複合体に含まれる気孔17の円相当径の平均値は、1μm以上4μm以下であり、気孔17の面積占有率は8%以上16%以下である。 For example, the average equivalent circle diameter of the pores 17 included in the composite is 1 μm or more and 4 μm or less, and the area occupation rate of the pores 17 is 8% or more and 16% or less.
気孔17の円相当径の尖度Kuは、20以上30以下であってもよい。 The kurtosis Ku of the equivalent circle diameter of the pores 17 may be 20 or more and 30 or less.
気孔17の円相当径の尖度Kuがこの範囲であると、気孔17の直径のばらつきが相当抑制されるので、機械的強度の局部的に低い部分が減少し、ノズル31への装填がさらに容易となる。
When the kurtosis Ku of the circle-equivalent diameter of the pores 17 is within this range, variations in the diameter of the pores 17 are considerably suppressed, so that locally low mechanical strength areas are reduced, and the loading into the
気孔17の円相当径の平均値、面積占有率および尖度Kuは、以下の方法で求めることができる。 The average value of the equivalent circle diameter, the area occupation rate, and the kurtosis Ku of the pores 17 can be determined by the following method.
先ず、JIS R 6010:2000で定める粒度がP320、P600の耐水研磨紙で複合体を順次研磨する。 First, the composite is sequentially polished with water-resistant abrasive paper having particle sizes of P320 and P600 as defined in JIS R 6010:2000.
耐水研磨紙による研磨が終了した後、平均粒径が9μmのダイヤモンド砥粒を含むスラリー、その後、平均粒径が3μmのダイヤモンド砥粒を含むスラリーを用いて研磨する。
これらの研磨が終了した後、平均粒径が0.05μmのアルミナ砥粒を含むスラリー用いて研磨することにより、観察面を得る。なお、複合体は、予め樹脂埋めした後、研磨してもよい。
After polishing with waterproof abrasive paper is completed, polishing is performed using a slurry containing diamond abrasive grains having an average particle size of 9 μm, and then using a slurry containing diamond abrasive grains having an average particle size of 3 μm.
After these polishing steps are completed, an observation surface is obtained by polishing using a slurry containing alumina abrasive grains having an average grain size of 0.05 μm. Note that the composite may be filled with resin in advance and then polished.
観察面を100倍~200倍の倍率で観察し、平均的な範囲を選択して、例えば、面積が0.354mm2(横方向の長さが687μm、縦方向の長さが515μm)となる範囲をCCDカメラで撮影して、観察像を得る。 Observe the observation surface at a magnification of 100x to 200x and select an average range, such that the area is 0.354 mm 2 (horizontal length 687 μm, vertical length 515 μm). An observation image is obtained by photographing the area with a CCD camera.
この観察像を画像解析ソフト(例えば、三谷商事(株)製、Win ROOF)を用いて解析することによって、各気孔17の円相当径を求めることができる。 By analyzing this observed image using image analysis software (for example, Win ROOF, manufactured by Mitani Shoji Co., Ltd.), the equivalent circle diameter of each pore 17 can be determined.
解析にするに当たり、気孔17の円相当径の閾値は、0.868μmとし、0.868μm未満の円相当径は、平均値、面積占有率および尖度の対象とはしない。 In the analysis, the threshold value of the equivalent circle diameter of the pores 17 is set to 0.868 μm, and the equivalent circle diameter less than 0.868 μm is not subject to the average value, area occupation rate, and kurtosis.
ここで、尖度Kuとは、分布のピークと裾が正規分布からどれだけ異なっているかを示す指標(統計量)であり、尖度Ku>0である場合、鋭いピークと長く太い裾を有する分布となり、尖度Ku=0である場合、正規分布となり、尖度Ku<0である場合、分布は丸みがかったピークと短く細い尾を有する分布となる。 Here, kurtosis Ku is an index (statistic) that indicates how much the peak and tail of the distribution differ from the normal distribution, and if kurtosis Ku > 0, it has a sharp peak and a long thick tail. If the kurtosis Ku=0, the distribution becomes a normal distribution; if the kurtosis Ku<0, the distribution becomes a distribution with a rounded peak and a short, thin tail.
なお、気孔17の円相当径の尖度Kuは、Excel(登録商標、Microsoft Corporation)に備えられている関数KURTを用いて求めればよい。 Note that the kurtosis Ku of the circle-equivalent diameter of the pores 17 may be determined using the function KURT provided in Excel (registered trademark, Microsoft Corporation).
複合体の少なくとも表層部は着色されていてもよい。 At least the surface layer portion of the composite may be colored.
表層部が着色されていると、飛翔体10A、10Bの衝撃により構造物32にマーキングされたことが識別しやすくなるため、構造物32に対する次回以降の目標を定めやすくなる。
If the surface layer is colored, it becomes easier to identify the markings on the
複合体は、少なくとも閉気孔内に液状のマーキング剤を収容していてもよい。 The composite may contain a liquid marking agent at least within the closed pores.
閉気孔内に液状のマーキング剤が収容されていると、マーキングの識別をさらに容易にし、誤認識を抑制することができる。 When a liquid marking agent is contained in the closed pores, identification of the marking becomes easier and misrecognition can be suppressed.
マーキング剤は、例えば、メチルブルー、メチルレッド、メチルオレンジ、メチルイエロー、メチルバイオレット等である。 Examples of the marking agent include methyl blue, methyl red, methyl orange, methyl yellow, and methyl violet.
図2に示す飛翔体10Aは球状体からなり、球状体の径方向の外方に向かって伸びる鍔部11および径方向の内方に向かって凹む凹設部12を備えている。凹設部12は、外周面12dが凹状に湾曲する第1凹設部12aと、第1凹設部12aに接続し、外周面12eが傾斜する平面状の第2凹設部12bと、第2凹設部12bに接続し、外周面12fが凹状に湾曲する第3凹設部12cと、からなる。
The flying
飛翔体10Aは、球状体の径方向の外方に向かって伸びる鍔部11および径方向の内方に向かって凹む凹設部12g、12h少なくともいずれかを複数備えているとよい。
The flying
このような構成であると、クラックの発生起点となりやすい、鍔部11の環状面11cと側面11dとの交差部11eが存在したり、球面10aと第1凹設部12aの外周面12dとの間に位置する第1境界面13aおよび球面10aと第3凹設部12cの外周面12fとの間に位置する第2境界面13bが形成されたりするので、破砕片の微細化が容易となる。
With such a configuration, there is an
また、鍔部11および凹設部12g、12hは互いに平行に位置しているとよい。
Further, the
このような構成であると、飛翔体10Aの直進性が高くなるので、命中精度が向上する。
With such a configuration, the straightness of the flying
図3に示す飛翔体10Bは球状体からなり、球状体の中央部に位置する中央鍔部11aと、中央鍔部11aを対称として、その両側に側方鍔部11bとを備えている。
The flying
このような構成であると、クラックの発生起点となりやすい、中央鍔部11aの環状面11cと側面11dとの第1交差部11eや側方鍔部11bの環状面11fと側面11gとの第2交差部11hが存在するので、破砕片の微細化が容易となる。
With such a configuration, the
なお、飛翔体10Bは、側方鍔部11bを備えているが、側方鍔部11bを側方凹設部に代えてもよい。
Although the flying
図2、3に示す飛翔体10A、10Bは、いずれも鍔部11を備える球状体であるが、飛翔体は回転楕円体であっても、真球体であってもよい。
Although the flying objects 10A and 10B shown in FIGS. 2 and 3 are both spherical bodies having a
図5、6は、図1に示す非破壊検査装置に装填可能な飛翔体の他の例を示す、(a)は正面図であり、(b)は底面図である。 5 and 6 show other examples of flying objects that can be loaded into the non-destructive testing apparatus shown in FIG. 1. (a) is a front view, and (b) is a bottom view.
図5に示す飛翔体10Cは、円柱状の基部13aと、基部13aに接続し、先端側に向かって細くなる先端部13bとを備える弾丸状体からなり、弾丸状体の軸方向に対して、傾斜する溝15を外周面13cに複数備えている。
The flying
飛翔体10Cの軸に対する傾斜角度は、例えば、10°以上30°以下である。
The inclination angle of the flying
図6に示す飛翔体10Dは、円柱状の基部14aと、基部14aに接続し、先端側に向かって細くなる先端部14bとを備える弾丸状体からなり、弾丸状体の進行方向とは反対の後端部に十字状の羽根16を備えている。
The flying
飛翔体が円柱状または弾丸状である場合、表層部とは、基部13a、14aの直径に対して外周面13c、14cから中心に向かって深さ方向で10%以内の領域をいい、内部とは、表層部を除く領域をいう。
When the flying object is cylindrical or bullet-shaped, the surface layer refers to an area within 10% of the diameter of the
飛翔体が図2、3、5、6に示す構造であれば、いずれも直進性は高くなるので、飛翔体の命中精度が向上する。 If the flying object has the structure shown in FIGS. 2, 3, 5, and 6, the straightness of each flying object will be high, and the accuracy of the flying object will be improved.
次に、本開示の飛翔体の製造方法の一例について説明する。 Next, an example of a method for manufacturing a flying object according to the present disclosure will be described.
まず、鉄、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化鉄、炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンおよびフェライトの少なくともいずれかの粉末と熱硬化性樹脂とを混合した後、噴霧乾燥して顆粒を得る。この顆粒は成形用粉体であり、顆粒から、図7~9に示す成形装置によって成形体を得る。以下、図を用いて詳細に説明する。 First, a powder of at least one of iron, aluminum oxide, silicon oxide, iron oxide, titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride, and ferrite is mixed with a thermosetting resin, and then spray-dried to obtain granules. These granules are a powder for molding, and a molded body is obtained from the granules using a molding apparatus shown in FIGS. 7 to 9. This will be explained in detail below using figures.
図7は、図1に示す飛翔体を得るために用いる乾式加圧成形装置の要部の一例を示す、(a)は断面図であり、(b)は(a)のE部を拡大した断面図である。 Figure 7 shows an example of the main parts of a dry pressure molding device used to obtain the flying object shown in Figure 1. (a) is a cross-sectional view, and (b) is an enlarged view of section E in (a). FIG.
乾式加圧成形装置40は、第1椀状曲面41aと、第1椀状曲面41aに接続する第1
傾斜面41bとを有する円柱状の第1上パンチ41と、第1上パンチ41の外周側に、凹状の第1環状曲面42aと、第1環状曲面42aの一方の端部に接続する第2傾斜面42b、第1環状曲面の他方の端部に接続する下向面42cとを有する円筒状の第2上パンチ42と、を有する上パンチセット43と、上パンチセット43と上下対称に配置され、第2椀状曲面44aと、第2椀状曲面44aに接続する第3傾斜面(図示しない)とを有する円柱状の第1下パンチ44と、第1下パンチ44の外周側に、凹状の第2環状曲面45aと、第2環状曲面45aの一方の端部に接続する第4傾斜面(図示しない)と、第2環状曲面45aの他方の端部に接続する上向面45cとを有する円筒状の第2下パンチ45と、を有する下パンチセット46とを備えている。第1上パンチ51の第1椀状曲面41a、第2上パンチ42の第1環状曲面42a、第1下パンチ44の第2椀状曲面44aおよび第2下パンチ45の第2環状曲面45aによって囲まれる球状内部空間47に成形用粉体48を充填した後、成形用粉体48を加圧して成形体を得る。乾式加圧成形装置40を用いると、球状体の径方向の外方に向かって伸びる鍔部および径方向の内方に向かって凹む複数の凹設部を備える成形体を得ることができる。
The dry
a cylindrical first upper punch 41 having an inclined surface 41b; a concave first annular curved surface 42a; and a second concave annular curved surface 42a connected to one end of the first annular curved surface 42a. an upper punch set 43 having a cylindrical second upper punch 42 having an inclined surface 42b and a downward surface 42c connected to the other end of the first annular curved surface; arranged vertically symmetrically with the upper punch set 43; and a cylindrical first lower punch 44 having a second bowl-shaped curved surface 44a and a third inclined surface (not shown) connected to the second bowl-shaped curved surface 44a, and on the outer peripheral side of the first lower punch 44, A concave second annular curved surface 45a, a fourth inclined surface (not shown) connected to one end of the second annular curved surface 45a, and an upward surface 45c connected to the other end of the second annular curved surface 45a. A cylindrical second lower punch 45 and a lower punch set 46 are provided. By the first bowl-shaped curved surface 41a of the first upper punch 51, the first annular curved surface 42a of the second upper punch 42, the second bowl-shaped curved surface 44a of the first lower punch 44, and the second annular curved surface 45a of the second lower punch 45. After filling the enclosed spherical internal space 47 with molding powder 48, the molding powder 48 is pressurized to obtain a molded body. By using the dry
図8は、図2に示す飛翔体を得るために用いる乾式加圧成形装置の要部の他の例を示す、(a)は断面図であり、(b)は(a)のF部を拡大した断面図である。 FIG. 8 shows another example of the main parts of the dry pressure molding apparatus used to obtain the flying object shown in FIG. FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view.
乾式加圧成形装置50は、第1椀状曲面51aと、第1椀状曲面51aに接続する第1環状平面51bとを有する円柱状の第1上パンチ51と、第1上パンチ51の外周側に、凹状の第1環状曲面52aと、第1環状曲面52aに接続する第2環状平面52bとを有する円筒状の第2上パンチ52と、を有する上パンチセット53と、上パンチセット53と上下対称に配置され、第2椀状曲面54aと、第2椀状曲面54aに接続する第3環状平面(図示しない)とを有する円柱状の第1下パンチ54と、第1下パンチ54の外周側に、凹状の第2環状曲面55aと、第2環状曲面55aに接続する第4環状平面55bと第4環状平面55bとを有する円筒状の第2下パンチ55と、を有する下パンチセット56とを備えている。第1上パンチ51の第1椀状曲面51a、第2上パンチ52の第1環状曲面52a、第1下パンチ54の第2椀状曲面54aおよび第2下パンチ55の第2環状曲面55aによって囲まれる球状内部空間57に成形用粉体58を充填した後、成形用粉体58を加圧して成形体を得る。乾式加圧成形装置50を用いると、球状体の中央部に位置する中央鍔部と、中央鍔部を対称として、その両側に側方鍔部とを備える成形体を得ることができる。 The dry pressure molding device 50 includes a cylindrical first upper punch 51 having a first bowl-shaped curved surface 51a and a first annular plane 51b connected to the first bowl-shaped curved surface 51a, and an outer periphery of the first upper punch 51. an upper punch set 53 having a cylindrical second upper punch 52 having a first concave annular curved surface 52a and a second annular plane 52b connected to the first annular curved surface 52a on the side; a cylindrical first lower punch 54 which is arranged vertically symmetrically and has a second bowl-shaped curved surface 54a and a third annular plane (not shown) connected to the second bowl-shaped curved surface 54a; A lower punch having a cylindrical second lower punch 55 having a concave second annular curved surface 55a, a fourth annular plane 55b connected to the second annular curved surface 55a, and a fourth annular plane 55b on the outer peripheral side of the lower punch. A set 56 is provided. By the first bowl-shaped curved surface 51a of the first upper punch 51, the first annular curved surface 52a of the second upper punch 52, the second bowl-shaped curved surface 54a of the first lower punch 54, and the second annular curved surface 55a of the second lower punch 55. After filling the enclosed spherical internal space 57 with molding powder 58, the molding powder 58 is pressurized to obtain a molded body. By using the dry pressure molding apparatus 50, it is possible to obtain a molded body that includes a central flange located at the center of the spherical body and side flange portions on both sides of the central flange symmetrically.
乾式加圧成形装置40、50を用いた場合、加圧による成形圧は、例えば、24.5MPa以上34.5MPa以下である。
When the dry
ここで、複合体の表層部が内部よりも緻密質である飛翔体を得るには、成形圧は、24.5MPa以上30MPa以下とすればよい。 図9は、本開示の飛翔体を得るために用いる混錬機および射出成形装置に装着された成形型の一例を示す模式図である。 Here, in order to obtain a flying object in which the surface layer of the composite is denser than the inside, the molding pressure may be set to 24.5 MPa or more and 30 MPa or less. FIG. 9 is a schematic diagram showing an example of a mold installed in a kneading machine and an injection molding apparatus used to obtain a flying object of the present disclosure.
まず、鉄、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化鉄、炭化チタン、窒化チタン、炭窒化チタンおよびフェライトの少なくともいずれかの粉末と熱硬化性樹脂とを混錬機60を用いて混錬する。混練機60は、バッチ式混練機、連続式混練機いずれでもよい。混練することによって得られるペレット61は射出成形装置(図示しない)の供給口71から上型72aと下型72bとを備える成形型72の球状内部空間73に向かって供給され、球状の成形体に成形される。なお、成形型72の内部には、成形型72内で発生したガスを外部に排出するガス抜き部(図示しない)が形成されているとよい。 First, powder of at least one of iron, aluminum oxide, silicon oxide, iron oxide, titanium carbide, titanium nitride, titanium carbonitride, and ferrite and a thermosetting resin are kneaded using a kneader 60. The kneader 60 may be either a batch kneader or a continuous kneader. Pellets 61 obtained by kneading are supplied from a supply port 71 of an injection molding device (not shown) toward a spherical internal space 73 of a mold 72 comprising an upper mold 72a and a lower mold 72b, and are formed into a spherical molded body. molded. Note that a gas vent (not shown) is preferably formed inside the mold 72 to exhaust gas generated within the mold 72 to the outside.
上述した成形装置で得られた成形体は、必要に応じて、液状のマーキング剤を含浸させた後、例えば、130℃~170℃で3時間~6時間熱処理して複合体とすることができ
る。
The molded body obtained by the above-mentioned molding apparatus can be impregnated with a liquid marking agent as necessary and then heat-treated at, for example, 130° C. to 170° C. for 3 to 6 hours to form a composite. .
複合体に含まれる気孔の円相当径の尖度Kuが20以上30以下である飛翔体を得るには、150℃~170℃で3時間~6時間熱処理すればよい。 In order to obtain a flying object in which the kurtosis Ku of the circular equivalent diameter of the pores contained in the composite is 20 or more and 30 or less, heat treatment may be performed at 150° C. to 170° C. for 3 hours to 6 hours.
そして、複合体をバレル研磨することによって、複合体の球面に残ったバリが除去され、本開示の飛翔体を得ることができる。 Then, by barrel polishing the composite, burrs remaining on the spherical surface of the composite can be removed, and the flying object of the present disclosure can be obtained.
10A~10D 飛翔体
11 鍔部
12 凹設部
13a 基部
13b 先端部
14a 基部
14b 先端部
15 溝
16 羽根
17 気孔
31 ノズル
32 構造物
33 センサー
34 アーム
35 支持部材
36 配管
40 乾式加圧成形装置
41 第1上パンチ
42 第2上パンチ
43 上パンチセット
44 第1下パンチ
45 第2下パンチ
46 下パンチセット
47 球状内部空間
48 成形用紛体
50 乾式加圧成形装置
51 第1上パンチ
52 第2上パンチ
53 上パンチセット
54 第1下パンチ
55 第2下パンチ
56 下パンチセット
57 球状内部空間
58 成形用紛体
60 混練機
61 ペレット
71 供給口
72 成形型
10A to 10D Flying object 11 Flange 12 Recessed
Claims (15)
該第2環状曲面の一方の端部に接続する第4傾斜面と、前記第2環状曲面の他方の端部に接続する上向面とを有する円筒状の第2下パンチと、を有する下パンチセットとを備え、前記第1上パンチの第1椀状曲面、前記第2上パンチの第1環状曲面、前記第1下パンチの第2椀状曲面および前記第2下パンチの第2環状曲面によって囲まれる球状内部空間に成形用粉体を充填した後、該成形用粉体を加圧する、請求項13に記載の飛翔体の製造方法。 The dry pressure forming apparatus includes a cylindrical first upper punch having a first bowl-shaped curved surface and a first inclined surface connected to the first bowl-shaped curved surface, and an outer peripheral side of the first upper punch, A cylindrical first surface having a concave first annular curved surface, a second inclined surface connected to one end of the first annular curved surface, and a downward facing surface connected to the other end of the first annular curved surface. an upper punch set having a second upper punch, and a cylindrical upper punch set arranged vertically symmetrically with the upper punch set and having a second bowl-shaped curved surface and a third inclined surface connected to the second bowl-shaped curved surface. a first lower punch; and a second concave annular curved surface on the outer peripheral side of the first lower punch;
A lower cylindrical lower punch having a fourth inclined surface connected to one end of the second annular curved surface and an upward surface connected to the other end of the second annular curved surface. a punch set, a first bowl-shaped curved surface of the first upper punch, a first annular curved surface of the second upper punch, a second bowl-shaped curved surface of the first lower punch, and a second annular curve of the second lower punch. 14. The method for manufacturing a flying object according to claim 13, wherein the spherical internal space surrounded by the curved surface is filled with molding powder, and then the molding powder is pressurized.
The dry pressure molding device includes a cylindrical first upper punch having a first bowl-shaped curved surface and a first annular plane connected to the first bowl-shaped curved surface, and an outer peripheral side of the first upper punch, an upper punch set having a cylindrical second upper punch having a first concave annular curved surface and a second annular plane connected to the first annular curved surface; arranged vertically symmetrically with the upper punch set; a cylindrical first lower punch having a second bowl-shaped curved surface and a third annular plane connected to the second bowl-shaped curved surface; a concave second annular curved surface on the outer peripheral side of the first lower punch; a cylindrical second lower punch having a third annular plane connected to the second annular curved surface; After filling the spherical internal space surrounded by the first annular curved surface, the second bowl-shaped curved surface of the first lower punch, and the second annular curved surface of the second lower punch with molding powder, the molding powder is processed. The method for manufacturing a flying object according to claim 13, wherein the flying object is compressed.
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