JP2020142222A - Metal molded body, and method for manufacture thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の金属製部材を接合した金属成形体及びその製造方法に関し、特に、両金属製部材の接合部位において各金属製部材がそれぞれ有する機能を活かすことが可能な金属成形体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a metal molded body obtained by joining a plurality of metal members and a method for manufacturing the same, and in particular, a metal molded body capable of utilizing the functions of each metal member at a joint portion between the two metal members and the metal molded body thereof. Regarding the manufacturing method.
特許文献１には、焼結金属から構成された筒状フィルタが記載されており、金属粉末に樹脂等を混練した混練物を円筒状に押出成形し、該成形体を焼結することにより筒状のフィルタユニットを得る旨が記載されている。押出成形では長尺の筒状フィルタを作製できないため、短尺のフィルタユニットの端面同士をＴｉｇ溶接により接合して長尺の筒状フィルタを作製している。
しかし、特許文献１においては、円周方向の全体に連続して形成される溶接ビード部分は濾過能力を有していない。即ち、溶接ビード部分は、夫々のフィルタユニットが本来有する機能を発揮できない部分である。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、金属部材が有する機能を活かしつつ両金属部材を接合する新規な手法を提供することを目的とする。
However, in
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel method for joining both metal members while utilizing the functions of the metal members.
上記の課題を解決するために、本発明は、金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部に中空穴部が形成された第二部材と、金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部に、前記中空穴部に挿入可能な外形を有する挿入部を有する第一部材と、を備え、前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一方は、多孔性の部材であり、前記第一部材の前記挿入部は、前記第二部材の一端開口から前記中空穴部内に挿入されており、前記第一部材と前記第二部材とは、両部材が重なるオーバーラップ部において接合されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention is composed of a second member made of a metal material and having a hollow hole formed at least at one end in the axial direction, and a metal material, at least in the axial direction. At one end, a first member having an insertion portion having an outer shape that can be inserted into the hollow hole portion is provided, and at least one of the first member and the second member is a porous member, and the first member. The insertion portion of one member is inserted into the hollow hole portion from one end opening of the second member, and the first member and the second member are joined at an overlapping portion where both members overlap. It is characterized by that.
本発明によれば、金属製の第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合することができる。 According to the present invention, both members can be joined while taking advantage of the functions of the first and second metal members.
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
本発明では、例えば金属材料から構成される複数の短尺な金属部材を軸方向に順次接合することにより、一本の長尺な金属成形体を作製する。ここで金属部材には、軸方向に貫通した中空穴部を有する中空筒状部材、一端部に中空穴部を有し他部に中実部を有する有底筒状部材、軸方向の全体が中実状の中実棒状部材を含む。
Hereinafter, the present invention will be described in detail using the embodiments shown in the drawings. However, unless otherwise specified, the components, types, combinations, shapes, relative arrangements, etc. described in this embodiment are merely explanatory examples, not the purpose of limiting the scope of the present invention to that alone. ..
In the present invention, for example, a single long metal molded body is produced by sequentially joining a plurality of short metal members made of a metal material in the axial direction. Here, the metal member includes a hollow tubular member having a hollow hole portion penetrating in the axial direction, a bottomed tubular member having a hollow hole portion at one end and a solid portion at the other portion, and the entire axial direction. Includes solid solid rod-shaped members.
〔形状の概要〕
図１は、本発明の一実施形態に係る金属成形体を示す図であり、（ａ）は外観図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
図示する金属成形体１は、第一金属部材１０（１０Ａ）と第二金属部材２０（２０Ａ）とを接合して、一体化することにより作製されている。
第二金属部材２０は金属材料から構成されており、少なくとも軸方向の一端部２０ａに、所定の軸方向長を有する中空穴部２１（受容部２１ａ）が形成されている。第一金属部材１０は金属材料から構成されており、少なくとも軸方向の一端部１０ａは、中空穴部２１（受容部２１ａ）に挿入可能な外形を有した挿入部であり、第一金属部材１０のうち挿入部として機能する部位は所定の軸方向長を有している。ここで所定の軸方向長とは、第一金属部材１０と第二金属部材２０とを接合して一体化することが可能な長さを意味する。
[Outline of shape]
1A and 1B are views showing a metal molded body according to an embodiment of the present invention, FIG. 1A is an external view, and FIG. 1B is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1A.
The illustrated metal molded
The
第一金属部材１０と第二金属部材２０の一方、又は双方は、所定の肉厚を有する肉厚部（外周壁）１２、２２内に多数の気孔を有する多孔性の部材である。
金属成形体１において第一金属部材１０の一端部１０ａは、第二金属部材２０の一端開口から中空穴部２１（受容部２１ａ）内に挿入されており、第一金属部材１０と第二金属部材２０とは、両部材が重なるオーバーラップ部３０において接合され、一体化されている。
図示する第一金属部材１０Ａと第二金属部材２０Ａは、それぞれ軸方向に貫通した中空穴部１１、２１を有する中空筒状体である。第一金属部材１０と第二金属部材２０は円筒形状でも、角筒形状でも、星形筒形状でも、その他の形状でもよい。
One or both of the
In the metal molded
The
第一金属部材１０と第二金属部材２０は、外周壁を構成する肉厚部１２、２２の肉厚内に多数の気孔（空隙）を有する多孔性部材である。第一金属部材１０と第二金属部材２０が有する気孔は、隣接する気孔同士が互いに順次連結した貫通気孔（又は連通気孔）であってもよいし、隣接する気孔同士が連結していない独立気孔でもよい。前者の場合、第一金属部材１０と第二金属部材２０は、液体、気体等の各種の流体から不純物等の特定の物質を分離するフィルタとして機能する。
なお、第一金属部材１０と第二金属部材２０の少なくとも一方が多孔性部材であればよく、第一金属部材１０と第二金属部材２０の他方が肉厚部１２、２２内に気孔を有さない非多孔性の部材であってもよい。また、互いに接合される第一金属部材１０の一端部１０ａと第二金属部材２０の一端部２０ａのみが多孔性であってもよい。
The
It is sufficient that at least one of the
第一金属部材１０と第二金属部材２０を構成する金属の種類、性状、及び作製方法等については後述する。
The types, properties, manufacturing methods, and the like of the metals constituting the
接続される２つの金属部材のうち、一方の第一金属部材１０の軸方向の一端部１０ａは、他方の第二金属部材２０は受容部２１ａ内に受け容れられている。即ち、第一金属部材１０の軸方向の一端部１０ａは第二金属部材２０の軸方向の一端部２０ａによって周方向の全体を被覆（又は包囲）されている。
Of the two metal members to be connected, one
金属成形体１は軸方向の中間部に第一金属部材１０の一端部１０ａと第二金属部材２０の一端部２０ａとが径方向に重なったオーバーラップ部３０を有しており、第一金属部材１０と第二金属部材２０はオーバーラップ部３０において接合され、一体化されている。
オーバーラップ部３０の軸方向長Ｌ１、及び肉厚部１２、２２の厚さは、第一金属部材１０と第二金属部材２０を接合可能、且つ、製品としての金属成形体１に想定される通常の使用条件下において容易には分離しない長さに設定される。例えば、第一金属部材１０と第二金属部材２０の内外径にも因るが、オーバーラップ部３０の軸方向長Ｌ１は１ｍｍ〜５０ｍｍ程度に設定することができ、肉厚部１２、２２の厚さは０．２ｍｍ以上に設定することができる。
The metal molded
The axial length L1 of the overlapping
〔作成手順の概要〕
図２は、金属成形体の作製手順の一例を示すフローチャートである。
金属成形体１は、接合する第一金属部材１０と第二金属部材２０を準備する工程（ステップＳ１）と、第二金属部材２０の一端部２０ａに第一金属部材１０の一端部１０ａを挿入する工程（ステップＳ２）と、第一金属部材１０と第二金属部材２０を接合する工程（ステップＳ３）と、を含む。上記手順により作製された金属成形体は、検査工程（ステップＳ４）、及び洗浄・乾燥工程（ステップＳ５）を経て、製品として完成される。
[Outline of creation procedure]
FIG. 2 is a flowchart showing an example of a procedure for manufacturing a metal molded body.
In the metal molded
ステップＳ１において準備される第一金属部材１０と第二金属部材２０の例については後述する。
An example of the
図３（ａ）、（ｂ）は、ステップＳ２に相当する金属成形体の作成例を模式的に示す断面図である。図３（ａ）は、第一金属部材１０が第二金属部材２０に挿入される前の状態を示している。
第一金属部材１０は、軸方向に一定の内径（内形状）を有する中空穴部１１を備える。中空穴部１１には、軸方向の他端開口から心棒１００が挿入される。心棒１００は、第一金属部材１０の一端を越えて第一金属部材１０の外部に突出するように配置される。
3 (a) and 3 (b) are cross-sectional views schematically showing an example of producing a metal molded body corresponding to step S2. FIG. 3A shows a state before the
The
第二金属部材２０は中空穴部２１として、軸方向の一端部２０ａに第一金属部材１０の一端部１０ａを受け容れ可能、且つ後段の接合工程において一端部１０ａを接合可能な内径（内形状）を有する受容部（大径部）２１ａを備え、軸方向の他部に受容部２１ａよりも内径が小さい小径部２１ｂを備えている。小径部２１ｂは、第一金属部材１０の中空穴部１１の内径（内形状）と同一である。
第二金属部材２０を矢印Ｂにて示す軸方向に移動させて、第一金属部材１０から突出した心棒１００の端部を一端開口から中空穴部１１内に受け容れると共に、一端部１０ａを受容部２１ａ内に受け容れる。このようにして、一端部１０ａ、２０ａ同士が重なったオーバーラップ部３０が形成される。
The
The
本図における心棒１００は、中空穴部１１と中空穴部２１に挿入可能な外形状を有している。心棒１００は、中空穴部１１及び小径部２１ｂ内を摺動しつつ第一金属部材１０と第二金属部材２０の軸方向に沿って進退可能である。心棒１００は、一端部１０ａを受容部２１ａに挿入する時に第一金属部材１０と第二金属部材２０の内外径方向における位置決めをする位置決め部材として機能する。心棒１００を用いることにより、受容部２１ａ内に一端部１０ａを挿入することが容易となる。
３本以上の金属部材を接続して１本の金属成形体を形成する場合は、例えば、一端部に受容部２１ａを備えた複数の第二金属部材２０を軸方向に順次連結すればよい。
The
When connecting three or more metal members to form one metal molded body, for example, a plurality of
〔接合方法〕
第一金属部材１０と第二金属部材２０の接合方法について説明する。第一金属部材１０と第二金属部材２０は、オーバーラップ部３０に施されたスウェージング処理、溶接処理、焼結処理により接合されている。第一金属部材１０と第二金属部材２０は、オーバーラップ部３０に対して、スウェージング処理、溶接処理、焼結処理の何れかを実行することにより、又は、これらの中から選択された複数の処理を所定の順番で実行することにより接合されている。
[Joining method]
A method of joining the
＜スウェージング処理＞
図４は、第一金属部材と第二金属部材とをスウェージング処理によって接合する例を説明する模式図であり、（ａ）は図１（ａ）のＡ−Ａ断面に相当する縦断面図であり、（ｂ）は（ａ）のＣ１−Ｃ１断面に相当する図である。
<Swazing process>
FIG. 4 is a schematic view illustrating an example of joining a first metal member and a second metal member by a swaging process, and FIG. 4A is a vertical sectional view corresponding to the AA cross section of FIG. 1A. (B) is a diagram corresponding to the C1-C1 cross section of (a).
図４（ａ）に示すように、心棒１００が第一金属部材１０と第二金属部材２０が重なるオーバーラップ部３０に挿通されている状態にて、オーバーラップ部３０に対して内径方向（矢印Ｅ１方向）へ圧縮して第一金属部材１０と第二金属部材２０を塑性変形させる外力を加えることにより、第一金属部材１０と第二金属部材２０とを接合することができる。また、オーバーラップ部３０に対してスウェージング処理を施すことにより、第一金属部材１０と第二金属部材２０間にある表面の段差を除去し、図１に示すように第一金属部材１０と第二金属部材２０とを継ぎ目なく接合することができる。
ここで、心棒１００の外形状は少なくとも一端部１０ａに位置する中空穴部１１の内形状と略同一、即ち、心棒１００は一端部１０ａに位置する中空穴部１１と整合可能な形状であり、心棒１００は中空穴部１１内を摺動しつつ第一金属部材１０の軸方向に沿って中空穴部１１内を進退可能である。
As shown in FIG. 4A, in a state where the
Here, the outer shape of the
図４（ｂ）に示すように、スウェージング処理をする装置には一例としてロータリースウェージングマシン１１０を用いることができる。
ロータリースウェージングマシン１１０は、形成する金属成形体１（図１参照）の外形状に応じた凹所１１１ａが形成された複数の（本例では４つの）ダイス１１１、１１１…を備える。ダイス１１１、１１１…は、円周方向に沿って配置されており、周方向（矢印Ｆ方向）に順次移動しながら、内外径方向（矢印Ｅ１−Ｅ２方向）に進退する。
ダイス１１１、１１１…が矢印Ｅ１方向に移動したときに、凹所１１１ａがオーバーラップ部３０を内径方向に押圧して塑性変形させる。ロータリースウェージングマシン１１０は、装置内にセットされた第一金属部材１０と第二金属部材２０を、順次軸方向に送り出しつつ、オーバーラップ部３０を塑性変形させて、両部材を接合する。
As shown in FIG. 4B, a rotary swaging machine 110 can be used as an example of the device for performing the swaging process.
The rotary swaging machine 110 includes a plurality of (four in this example) dies 111, 111, etc. in which recesses 111a corresponding to the outer shape of the metal molded body 1 (see FIG. 1) to be formed are formed. The dies 111, 111 ... Are arranged along the circumferential direction, and move back and forth in the inner and outer diameter directions (arrows E1-E2 direction) while sequentially moving in the circumferential direction (arrow F direction).
When the dies 111, 111 ... Move in the direction of the arrow E1, the recess 111a presses the overlapping
表面に通じている開放気孔が第一金属部材１０の外表面と第二金属部材２０の内表面に夫々存在する場合、金属同士が変形して噛み合うことにより、第一金属部材１０と第二金属部材２０が強固に接合される。
スウェージング処理をすることにより、接合箇所であるオーバーラップ部３０の強度を高めることができる。また、一端部１０ａ、２０ａを構成する金属材料同士の接触状況及び結びつきを向上させることができる。スウェージング処理は、オーバーラップ部３０以外の部位にも施される。スウェージング処理を施すことにより、金属成形体１の外形寸法を軸方向の全体に亘って製品寸法の公差範囲内に収めることができる。
When open pores leading to the surface are present on the outer surface of the
By performing the swaging treatment, the strength of the overlapping
第一金属部材１０と第二金属部材２０がフィルタとして機能する部材である場合、スウェージング処理によって接合されたオーバーラップ部３０もフィルタとして機能する。また、第一金属部材１０と第二金属部材２０が耐キンク性を有する部材である場合、スウェージング処理によって接合されたオーバーラップ部３０も耐キンク性を発揮する。
When the
＜溶接処理＞
図５（ａ）、（ｂ）は、第一金属部材と第二金属部材とを溶接処理によって接合する例を説明する模式図である。図には、オーバーラップ部３０に抵抗溶接の一種であるスポット溶接を施す例を示している。
スポット溶接は、図５（ａ）に示すように軸方向に沿って複数の溶接箇所３１に施されていてもよいし、図５（ｂ）に示すように第二金属部材２０の一端寄りの周方向に沿って複数の溶接箇所３１に施されていてもよい。
<Welding process>
5 (a) and 5 (b) are schematic views illustrating an example of joining a first metal member and a second metal member by a welding process. The figure shows an example in which spot welding, which is a type of resistance welding, is performed on the
Spot welding may be performed on a plurality of welded
第一金属部材１０と第二金属部材２０がフィルタとして機能する部材である場合、スポット溶接によって接合されたオーバーラップ部３０もフィルタとして機能する。また、第一金属部材１０と第二金属部材２０が耐キンク性を有する部材である場合、スポット溶接によって接合されたオーバーラップ部３０も耐キンク性を発揮する。
溶接処理として抵抗溶接機を用いるスポット溶接を例示したが、その他の方式の溶接処理を採用してもよい。例えば、他の溶接方法としてろう材を用いたろう接を採用してもよい。或いは、溶接対象である金属部材に対して電子ビームやレーザビームを照射して溶融溶接を行う高エネルギービーム溶接処理を採用してもよい。或いは、溶接対象である金属部材に対して、加圧力を与えながら接合面に平行な超音波振動を印加して接合する超音波接合処理を施してもよい。
When the
Although spot welding using a resistance welding machine has been exemplified as the welding process, other types of welding processes may be adopted. For example, brazing welding using a brazing material may be adopted as another welding method. Alternatively, a high-energy beam welding process may be adopted in which the metal member to be welded is irradiated with an electron beam or a laser beam to perform melt welding. Alternatively, an ultrasonic bonding process may be applied to a metal member to be welded by applying ultrasonic vibration parallel to the bonding surface while applying a pressing force.
＜焼結処理＞
第一金属部材１０と第二金属部材２０は、オーバーラップ部３０に焼結処理を施すことにより接合することができる。
即ち、第一金属部材１０と第二金属部材２０を、これらを構成する金属材料の持つ融点よりも低い所定の温度及び所定の圧力条件下にて所定時間維持することにより、両金属部材を拡散接合させることができる。焼結処理は、真空雰囲気にて実施されてもよいし、金属材料の酸化を防止するための還元ガス雰囲気にて実施されてもよい。
第一金属部材１０と第二金属部材２０がフィルタとして機能する部材である場合、焼結処理によって接合されたオーバーラップ部３０もフィルタとして機能する。また、第一金属部材１０と第二金属部材２０が耐キンク性を有する部材である場合、焼結処理によって接合されたオーバーラップ部３０も焼結処理の条件に応じて耐キンク性を発揮する。
焼結処理は、溶接では接合が困難な異種金属からなる第一金属部材１０と第二金属部材２０同士を接合する場合に特に有効である。なお、焼結処理は、複数回実行されてもよい。
<Sintering>
The
That is, by maintaining the
When the
The sintering treatment is particularly effective when joining the
＜接合方法のまとめ＞
各接合方法は、金属成形体に求められる機能に応じて最適なものが選択される。例えば、耐キンク性を有する金属部材同士の接合には溶接処理を採用できるが、溶接箇所は、オーバーラップ部３０が耐キンク性能を発揮できる位置及び数量に設定される。金属部材同士の性能を活かすために溶接に使用できる領域が微少な面積部分に限定される場合には、採用される溶接処理としては、スポット溶接処理又は高エネルギービーム溶接処理が好適である。
スウェージング処理後に焼結処理を実施する場合は、オーバーラップ部３０における接合を確実にし、当該部位の接合強度を高めることができる。即ち、スウェージング処理により金属部材を加工硬化させることで焼結による接合を促進できる。スウェージング処理により金属部材同士を密着させることで焼結による接合を促進できる。スウェージング処理により金属部材表面の酸化皮膜を除去し、清浄な接合面を露出させることができるので、焼結による接合を促進できる。
<Summary of joining method>
The optimum joining method is selected according to the function required for the metal molded body. For example, a welding process can be adopted for joining metal members having kink resistance, but the welding location is set at a position and quantity at which the
When the sintering treatment is performed after the swaging treatment, the bonding at the overlapping
本発明の実施形態に係る接合方法を用いれば、異なる性能又は機能を有する金属部材同士を軸方向に接合して１つの金属成形体とすることができる。例えば、金属部材がフィルタの場合、圧力損失が異なるフィルタ同士を接合し、目開きが異なるフィルタ同士を接合し、硬度が異なるフィルタ同士を接合して１つのフィルタとすることができる。また、濾過機能を有する金属部材に対して、外観は濾過機能を有する金属部材と同一であるが目開きがなく濾過機能を有さない金属部材を接合することもできる。また、異なる製造方法により作成された金属部材同士を接合して、一つの金属成形体とすることもできる。 By using the joining method according to the embodiment of the present invention, metal members having different performances or functions can be joined in the axial direction to form one metal molded body. For example, when the metal member is a filter, filters having different pressure losses can be joined to each other, filters having different openings can be joined to each other, and filters having different hardness can be joined to form one filter. Further, it is also possible to join a metal member having a filtration function to a metal member having the same appearance as the metal member having a filtration function but having no opening and having no filtration function. It is also possible to join metal members produced by different manufacturing methods to form one metal molded body.
〔オーバーラップ部の形状〕
図６（ａ）、（ｂ）は、本発明の接合方法を用いて接合される金属部材の端部形状の一例を説明する図である。
図６（ａ）に示す第一金属部材１０は、軸方向の一端側の外周部に段差部１３が形成されており、一端部１０ａの外径（外形状）が他部の外径（外形状）に比べて小径である。第二金属部材２０は、軸方向の一端側の内周部に段差部２３が形成されており、一端部２０ａの内径（内形状）が他部の内径（内形状）に比べて大径である。段差部１３、２３の径方向長は夫々一端部２０ａ、１０ａの肉厚に実質的に等しく、一端部１０ａと一端部２０ａは互いに嵌合する。
図６（ｂ）に示す第一金属部材１０は、一端部１０ａの外径（外形状）が一端に向かうに連れて漸減する形状である。第二金属部材２０は、一端部２０ａの内径（内形状）が一端に向かうに連れて漸増する形状である。一端部１０ａの外径の漸減率と一端部２０ａの外径の漸増率は実質的に同一であり、一端部１０ａと一端部２０ａは互いに嵌合する。
[Shape of overlap]
6 (a) and 6 (b) are views for explaining an example of the end shape of the metal member to be joined by using the joining method of the present invention.
In the
The
図６（ａ）、（ｂ）に示す例とも、第一金属部材１０の内径（内形状）と第二金属部材２０の他部側の内径（内形状）は等しく、第一金属部材１０の他部側の外径（外形状）と第二金属部材２０の外径（外形状）は等しいため、両部材が接合された金属成形体は一定の内外径（内外形状）を有する。
本例によれば、図２のステップＳ２に示す挿入工程を経た段階において、内径（内形状）と外径（外形状）とが軸方向に一定の金属成形体の前駆体が形成される。従って、スウェージング処理以外の方法を用いて第一金属部材１０と第二金属部材２０を接合した場合であっても、内外形状が軸方向に一定の金属成形体を作製できる。
In both the examples shown in FIGS. 6A and 6B, the inner diameter (inner shape) of the
According to this example, at the stage of passing through the insertion step shown in step S2 of FIG. 2, a precursor of a metal molded body having an inner diameter (inner shape) and an outer diameter (outer shape) constant in the axial direction is formed. Therefore, even when the
〔第一金属部材と第二金属部材の形状〕
図７（ａ）〜（ｃ）は、本発明の接合方法を用いて接合可能な金属部材の組み合わせ例を説明する図である。
図７（ａ）に示すように、軸方向に貫通した中空穴部１１を有する中空筒状体である第一金属部材１０Ａと、軸方向に伸びる中空穴部２１が軸方向の一端部２０ａに形成され、軸方向の他部に中実部２４を有する有底筒状体である第二金属部材２０Ｂとを接合して金属成形体を作製することができる。
図７（ｂ）に示すように、軸方向の全体が中実状の第一金属部材１０Ｂと、軸方向に貫通した中空穴部２１を有する中空筒状体である第二金属部材２０Ａとを接合して金属成形体を作製することができる。
図７（ｃ）に示すように、軸方向の全体が中実状の第一金属部材１０Ｂと、軸方向に伸びる中空穴部２１が軸方向の一端部２０ａに形成され、軸方向の他部に中実部２４を有する有底筒状体である第一金属部材１０Ｂとを接合して金属成形体を作製することができる。
[Shape of first metal member and second metal member]
7 (a) to 7 (c) are views for explaining a combination example of metal members that can be joined by using the joining method of the present invention.
As shown in FIG. 7A, a
As shown in FIG. 7B, the
As shown in FIG. 7 (c), a
第一金属部材１０（１０Ａ、１０Ｂ）は、肉厚部１２の軸方向の全体、又は中実部１４の軸方向の全体が、気孔を有する多孔性の部材であってもよいし、気孔を有さない非多孔性の部材であってもよい。第二金属部材２０（２０Ａ、２０Ｂ）は、肉厚部２２の軸方向の全体、又は中実部２４の軸方向の全体が、気孔を有する多孔性の部材であってもよいし、気孔を有さない非多孔性の部材であってもよい。
The first metal member 10 (10A, 10B) may be a porous member having pores in the entire axial direction of the
第一金属部材１０と第二金属部材２０は、一端部１０ａ、２０ａのみが気孔を有する多孔性部位であり、他部が気孔を有さない非多孔性部位であってもよい。
少なくとも第一金属部材１０と第二金属部材２０の一方が多孔性の部位を有していればよい。第一金属部材１０と第二金属部材２０うちの一方の一端部が多孔性であることが望ましく、第一金属部材１０と第二金属部材２０の双方の一端部が多孔性であることがより望ましい。
The
At least one of the
〔コーティング〕
金属成形体１には、少なくとも第一金属部材１０と第二金属部材２０の各表面に跨がった部位に、樹脂コーティングが施されていてもよい。
図８（ａ）〜（ｄ）は、表面にコーティング層を形成した金属成形体を示す図である。
上記各金属成形体１に対しては、表面に金属成形体１を被覆する樹脂コーティング層４０を形成してコーティング付金属成形体２（２Ａ〜２Ｄ）を作製してもよい。
〔coating〕
The metal molded
8 (a) to 8 (d) are views showing a metal molded body having a coating layer formed on its surface.
A
図８（ａ）は、金属成形体１の表面の全体に樹脂コーティング層４０（４１〜４４）を形成したコーティング付金属成形体２Ａを示している。即ち、樹脂コーティング層４０は、金属成形体１の外周面をコーティングする外周部コーティング層４１と、金属成形体１の内周面をコーティングする内周部コーティング層４２と、金属成形体１の軸方向の端面をコーティングする端縁部コーティング層４３とを備える。
図８（ｂ）は、金属成形体１の外周部のみに樹脂コーティング層（外周部コーティング層４１）を形成したコーティング付金属成形体２Ｂを示している。コーティング付金属成形体２Ｂには、更に端縁部コーティング層４３を形成してもよい。
図８（ｃ）は、金属成形体１の内周部のみに樹脂コーティング層（内周部コーティング層４２）を形成したコーティング付金属成形体２Ｃを示している。コーティング付金属成形体２Ｃには、更に端縁部コーティング層４３を形成してもよい。
図８（ｄ）は、金属成形体１の繋ぎ目部分、言い換えれば、第一金属部材１０と第二金属部材２０とに跨がって部分的に樹脂コーティング層（部分コーティング層４４）を形成したコーティング付金属成形体２Ｄを示している。
FIG. 8A shows a coated metal molded
FIG. 8B shows a coated metal molded
FIG. 8C shows a coated metal molded body 2C in which a resin coating layer (inner peripheral coating layer 42) is formed only on the inner peripheral portion of the metal molded
FIG. 8D shows a joint portion of the metal molded
樹脂コーティング層４０は、金属成形体１のうち樹脂コーティング層４０を形成しない部分をマスクした状態にて金属成形体１をコーティング材料中に浸漬する、金属成形体１の表面のうち必要な箇所にコーティング材を塗布する、金属成形体１を型に入れてコーティング材を射出成形する、金属成形体１のうち必要な箇所を熱収縮チューブによって被覆した後に熱収縮チューブを加熱して収縮させる、金属成形体１のうち必要な箇所にテープ状のコーティング材を巻き付ける等、種々の方法により形成される。
樹脂コーティング層４０を設けることにより、樹脂コーティング層４０の形成部位においてコーティング付金属成形体２を形成する金属線材を露出させることなく被覆し、コーティング付金属成形体２の表面を滑らかにする。また、少なくとも第一金属部材１０と第二金属部材２０の各表面に跨がった部位、言い換えれば、第一金属部材１０と第二金属部材２０の切り替わる部位を被覆するので、両金属部材の接合部位を保護することができる。
The
By providing the
金属成形体１が自在に湾曲変形可能であり、耐キンク性を有するような場合（図９（ｂ）参照）、樹脂コーティング層４０を構成する樹脂は、金属成形体の変形に追従して変形可能な柔軟性を有したものを採用する。この場合には、例えばスチレン系樹脂、塩ビ系樹脂、オレフィン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂等、を採用できる。
樹脂コーティング層４０には上述の樹脂以外にも、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂等を用いてもよい。また、樹脂コーティング層４０に使用する樹脂は合成樹脂であってもよいし、天然樹脂であってもよい。天然樹脂は植物由来のものであっても動物由来のものであってもよい。動物由来の樹脂にはタンパク質由来樹脂の一つであるゼラチンやコラーゲンが含まれる。
When the metal molded
In addition to the above-mentioned resin, an epoxy resin, a fluororesin, or the like may be used for the
金属成形体１が湾曲変形しない場合や、樹脂コーティング層４０が金属成形体１の変形を阻止するために設けられる場合等には、硬質の樹脂を使用できる。この場合、例えば、非延伸型のＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）やＰＥＥＫ（ポリエーテルエーテルケトン）を使用できる。
樹脂コーティング層４０には、金属成形体１の使用環境に応じて最適なものが使用される。
A hard resin can be used when the metal molded
As the
本実施形態によれば、焼結処理を経て得られる金属製多孔体の表面を樹脂によりコーティングするので、焼結処理により発現する金属の優れた特性を活かし、且つ金属製多孔体に対して樹脂の持つ特性を付与した金属成形体を得ることができる。
コーティング付金属成形体２は、フィルタ、センサーカバー、カテーテル、消音材、発泡・拡散材、ガイド部材等の用途に用いることができる。
According to the present embodiment, since the surface of the metal porous body obtained through the sintering treatment is coated with a resin, the excellent properties of the metal developed by the sintering treatment can be utilized, and the resin can be obtained with respect to the metal porous body. It is possible to obtain a metal molded body having the characteristics of.
The coated metal molded
〔第一金属部材と第二金属部材の作製例〕
ステップＳ１において準備される、接合対象となる第一金属部材１０と第二金属部材２０の例について説明する。
互いに接合される第一金属部材１０と第二金属部材２０は、同一の材料（同一の金属、同一形態の金属材料）から同一の製造方法により作製された同種の金属部材でもよいし、材料（金属の種類、素材となる金属の形態）と製造方法の何れかが異なる異種の金属部材でもよい。
[Example of manufacturing first metal member and second metal member]
An example of the
The
＜金属線材巻き付けタイプ＞
第一金属部材１０と第二金属部材２０は、その構成材料に金属線材を含み、且つ金属線材を多層状に且つ螺旋状に巻き付けることにより作製された部材であってもよい。
図９（ａ）、（ｂ）は、接合される金属部材を構成する中空筒状部材の外観構成を示す斜視図である。図１０は、中空筒状部材の製造方法の一例を示す模式図である。図１１は、図９に示す中空筒状部材を形成する線材層の部分拡大斜視図である。第一金属部材１０（１０Ａ）と第二金属部材２０（２０Ａ）には、図９（ａ）（ｂ）に示す中空筒状部材を用いることができる。なお、図９には軸方向の一端部に受容部２１ａを備えた第二金属部材２０Ａの例を示している。
<Metal wire winding type>
The
9 (a) and 9 (b) are perspective views showing an external configuration of a hollow tubular member constituting the metal member to be joined. FIG. 10 is a schematic view showing an example of a method for manufacturing a hollow tubular member. FIG. 11 is a partially enlarged perspective view of the wire rod layer forming the hollow tubular member shown in FIG. For the first metal member 10 (10A) and the second metal member 20 (20A), the hollow tubular member shown in FIGS. 9A and 9B can be used. Note that FIG. 9 shows an example of the
第二金属部材２０Ａは、金属製の線材が網目状に組み合わせられた構成を有している。第二金属部材２０Ａは、一本の金属製の線材を螺旋状、且つ多層状に所定のピッチで巻き付けることにより形成される。
図１０には、金属線材５０を巻き付ける巻付装置１２０を示している。図示するように、矢印Ｇ方向に回転する心材１２１に対して、一本の金属製の金属線材５０を心材１２１の軸線に対して所定の角度θ（θ１、θ２）となるように所定のピッチ５３（軸方向における間隔）にて巻き付けることにより形成される。金属線材５０が心材１２１に対して所定の角度となるように、金属線材を繰り出す線材ノズル１２２を軸方向（矢印Ｈ１、Ｈ２方向）に往復移動させることにより、形成される。
The
FIG. 10 shows a winding
図示する心材１２１は第二金属部材２０Ａを作成するための心材であり、心材１２１は軸方向の一端部に受容部２１ａを形成する大径軸部１２１ａを備え、軸方向の他部に小径部２１ｂを形成する小径軸部１２１ｂを備える。なお、第一金属部材１０Ａの作製には、軸方向に一定の外径を有する心材が使用される。
第二金属部材２０Ａの肉厚は、金属線材５０の巻き付け回数、即ち線材層の数により調整できる。従って、軸方向位置に応じて肉厚を可変させた第二金属部材２０Ａを作成することも可能である。
The illustrated
The wall thickness of the
このようにして形成された第二金属部材２０Ａは、図１１に示すように、金属線材５０を第一の方向に傾斜させることにより形成された第一線材層５１と、金属線材５０を第一の方向と交差する第二の方向に傾斜させることにより形成された第二線材層５２とが順次積層された構成を有する。なお、図１１には線材層を２層分のみを示している。巻き付け処理が完了した後に心材１２１が抜き取られるが、心材１２１の抜き取り後に、各線材層間で隣接する金属線材５０、５０同士を焼結処理によって接合してもよい。
金属線材５０の形状は特に問わない。例えば、金属線材５０の横断面形状は、真円状、楕円状、平角状等でもよいし、横断面内に凹所を有している形状でもよい。また、金属線材５０の横断面形状は、金属線材５０の長手方向に一定でもよいし、長手方向位置に応じて変化するものでもよい。また、金属線材５０は、長手方向に波状に変化する形状でもよい。
As shown in FIG. 11, the
The shape of the
また、第二金属部材２０Ａは、径方向の適所（肉厚部内の適所）に、金属製メッシュシート（金網）が挿入されたものでもよい。金属メッシュシートは、金属線材を平織り、綾織、畳織、綾畳織等することにより形成されたシートでもよいし、パンチングメタルや、エキスパンドメタルでもよい。或いは、金属メッシュシートは、金属線材を編み上げたものであってもよいし、金属製不織布であってもよい。
上記方法により作製される製品としては、富士フィルター工業株式会社製のフジロイ（Fujiloy）、フジ・ダンブロイ（Fuji Dumploy）を例示できる。
Further, the
Examples of the products produced by the above method include Fujiloy and Fuji Dumploy manufactured by Fuji Filter Industry Co., Ltd.
軸方向の全体が中空筒状部である第二金属部材２０Ａは、図９（ｂ）に示すように人の手でその軸線を湾曲させるように変形させてもキンクしないように作製された耐キンク性を有するものでもよい。ここでいう「キンク」とは、第二金属部材２０Ａに外力を加えたときに、第二金属部材２０Ａがつぶれてしまい、第二金属部材２０Ａから外力を除去してもつぶれてしまった第二金属部材２０Ａが元の状態に復元しない現象をいう。耐キンク性を有する第二金属部材２０Ａは、その軸線を湾曲させるように外力を加えたときに軸線方向の任意の位置における横断面形状を維持可能である。
このような耐キンク性を有する製品としては、富士フィルター工業株式会社製のフジ・フレープ（Fuji Frape）を例示できる。
As shown in FIG. 9B, the
As a product having such kink resistance, Fuji Frape manufactured by Fuji Filter Industry Co., Ltd. can be exemplified.
耐キンク性を有する金属部材を接合した金属成形体は、狭くて入り組んだ構造体への配線誘導材としても使用可能である。特に、金属成形体は、樹脂製品では溶融するような高温雰囲気下における配線誘導材として使用可能である。また、耐キンク性を有する金属部材を接合した金属成形体は、人体の管状の臓器を代替し又は補強するための人工導管や、体液や薬液を体外へ導いたり体内に注入するために体内に挿入されるカニューレやカテーテル等の医療用チューブとしても使用可能である。 The metal molded body obtained by joining metal members having kink resistance can also be used as a wiring guide material for a narrow and intricate structure. In particular, the metal molded body can be used as a wiring guide material in a high temperature atmosphere that melts in a resin product. In addition, a metal molded body to which a metal member having kink resistance is joined is an artificial conduit for replacing or reinforcing a tubular organ of the human body, and an artificial conduit for guiding or injecting a body fluid or a drug solution into the body. It can also be used as a medical tube such as a cannula or catheter to be inserted.
上記方法により作製された金属部材同士は、スウェージング処理、溶接処理、焼結処理の何れか、又は、これらの中から選択された複数の処理を所定の順番で実行することにより接合される。
特に、耐キンク性を有する中空筒状体としての第一金属部材１０と第二金属部材２０を接合する場合、オーバーラップ部３０（図１参照）に対してスウェージング処理及び焼結処理を施すことによって、オーバーラップ部３０においても耐キンク性を残存させることができる。即ち、第一金属部材１０と第二金属部材２０が本来有する性能を活かしたままで、第一金属部材１０と第二金属部材２０を接合し、一体化することができる。スポット溶接により第一金属部材１０と第二金属部材２０を接合する場合は、スポット溶接を実施する箇所及びその数量を、必要な接合強度を確保し、且つオーバーラップ部３０においても耐キンク性を発揮できるように設定する。
The metal members produced by the above method are joined by performing any one of a swaging treatment, a welding treatment, a sintering treatment, or a plurality of treatments selected from these in a predetermined order.
In particular, when the
＜金属線材巻き付け圧縮成形タイプ＞
第一金属部材１０と第二金属部材２０は、その構成材料に金属線材を含み、且つ金属線材を多層状に且つ螺旋状に巻き付けることにより作製された部材であってもよい。また、第一金属部材１０と第二金属部材２０は、金属線材を巻き付けた後に、塑性変形により所定形状に成形されたものでもよい。
図１２は、接合される金属部材を構成する中空筒状部材の外観構成例を示す斜視図である。図１３（ａ）〜（ｃ）は、接合される金属部材を構成する中空筒状部材の製造方法の一例を示す模式図である。
<Compression molding type with metal wire winding>
The
FIG. 12 is a perspective view showing an example of an external configuration of a hollow tubular member constituting the metal member to be joined. 13 (a) to 13 (c) are schematic views showing an example of a method of manufacturing a hollow tubular member constituting a metal member to be joined.
第一金属部材１０と第二金属部材２０には、図１２に示す中空筒状部材を使用できる。なお、図１２には、軸方向に貫通した中空穴部１１を有し、且つ、内径及び外径が軸方向に一定である第一金属部材１０Ａを示している。
第一金属部材１０Ａは、凹部と凸部が長手方向に繰り返し現れる波状に成形された一本の金属線材６０（６０Ａ、６０Ｂ）を多層状に所定のピッチで巻き付けると共に、必要に応じて軸方向への圧縮成形と径方向への圧縮成形の少なくとも一方を施すことにより作製されている。第一金属部材１０Ａを構成する金属線材６０は、その長手方向に沿って湾曲した凹凸が連続する金属線材６０Ａ（図１２）でもよいし、その長手方向に沿って角Ｕ字状の凹部と逆角Ｕ字状の凸部とが連続する金属線材６０Ｂ（図１３（ａ））でもよい。
As the
In the
図１３（ａ）に示すように、第一金属部材１０Ａは、予め凹部と凸部とが長手方向に繰り返す波形状に整形された一本の金属材料からなる金属線材６０を矢印Ｇ方向に回転する心材１２１に対して、心材１２１の軸方向（矢印Ｈ１、Ｈ２方向）に往復移動させながら、所定のピッチにて巻き付けることにより形成される。
図示する例では、同一の線材層を構成する金属線材６０同士が互いに軸方向に接触するが重ならない程度のピッチにて心材１２１に巻き付けられる例を示している。また、異なる線材層を構成する金属線材６０同士は、心材１２１の軸線に対して概ね同一の方向に傾斜した状態にて外径方向に順次積層される例を示している。
As shown in FIG. 13A, the
In the illustrated example, the
このようにして作製される中間体６５（軸方向長Ｘ１、外径Ｙ１）を、第一金属部材１０Ａとしてもよいし、中間体６５に対して焼結処理を施すことにより隣接する金属線材６０、６０同士を拡散接合させて第一金属部材１０Ａを得てもよい。
また、中間体６５には圧縮成形を施してもよい。即ち、図１３（ｂ）に示すように、中間体６５に対して、心材１２１の軸方向に沿った矢印Ｊ方向への圧縮成形を施して、第一金属部材１０Ａ（軸方向長Ｘ２、外径Ｙ２）を得てもよい。また、図１３（ｃ）に示すように、中間体６５に対して、心材１２１の軸方向に沿った矢印Ｊ方向への圧縮成形と、内径方向に向かう矢印Ｋ方向への圧縮成形を施して、第一金属部材１０Ａ（軸方向長Ｘ３、外径Ｙ３）を得てもよい。なお、図１３（ｂ）、（ｃ）に示した中間体６５の圧縮成型後に、更に焼結処理を経て第一金属部材１０Ａを得てもよい。
The intermediate body 65 (axial length X1, outer diameter Y1) produced in this manner may be used as the
Further, the intermediate 65 may be compression-molded. That is, as shown in FIG. 13B, the
上記方法により作製される製品としては、富士フィルター工業株式会社製のフジ・マルチクリンプ（Fuji Multi Clamp）を例示できる。 As a product produced by the above method, Fuji Multi Clamp manufactured by Fuji Filter Industry Co., Ltd. can be exemplified.
第一金属部材１０Ａの肉厚は、金属線材６０の巻き付け回数、即ち線材層の数により調整できる。第一金属部材１０Ａの内外形状は、圧縮成形用の型の形状により調整できる。従って、本例に示す方法を用いて、軸方向位置に応じて肉厚を可変させた金属部材を作成することも可能である。また、圧縮成形用の型の形状と圧縮成形手順によっては、中間体６５から、有底筒状の金属部材を作製することも、軸方向の全体が中実状の金属部材を作製することも可能である。
The wall thickness of the
本例に示す方法により作製された金属部材同士は、スウェージング処理、溶接処理、焼結処理の何れか、又は、これらの中から選択された複数の処理を所定の順番で実行することにより接合される。 The metal members produced by the method shown in this example are joined by performing any one of a swaging treatment, a welding treatment, a sintering treatment, or a plurality of treatments selected from these in a predetermined order. Will be done.
＜金網圧縮タイプ＞
第一金属部材１０と第二金属部材２０は、その構成材料に金属線材を含み、且つ金属線材を織り上げるか、編み上げたものであってもよい。また、第一金属部材１０と第二金属部材２０は、金属線材を織り上げるか編み上げた後に、塑性変形により所定形状に成形されたものでもよい。
図１４は、接合される金属部材を構成する中空筒状部材の外観構成例を示す斜視図である。図１５、及び図１６（ａ）、（ｂ）は、接合される金属部材を構成する中空筒状部材の製造方法の一例を示す模式図である。
第一金属部材１０と第二金属部材２０には、図１４に示す中空筒状部材を使用できる。なお、図１４には、軸方向に貫通した中空穴部１１を有し、且つ、内径及び外径が軸方向に一定である第一金属部材１０Ａを示している。
第一金属部材１０Ａは、図１５、図１６に示すように、一本の金属線材７０を筒状に編み上げることにより形成された中間体としての筒状金網体７２を、幾つかの工程を経て所定形状に成形することにより作製されている。
<Wire mesh compression type>
The
FIG. 14 is a perspective view showing an example of an external configuration of a hollow tubular member constituting the metal member to be joined. 15 and 16 (a) and 16 (b) are schematic views showing an example of a method for manufacturing a hollow tubular member constituting a metal member to be joined.
As the
As shown in FIGS. 15 and 16, the
筒状金網体７２の作製には、図１５に示すような編み機１３０を使用する。編み機１３０は、金属線材７０を編み込むための円筒状の本体部１３１と、送り出された金属線材７０を本体部１３１に案内するための複数の案内針１３２とを備えている。案内針１３２は、その先端が鉤状（概略逆Ｊ字状）であり、本体部１３１の周方向に複数個が配置されている。また、本体部１３１は、径方向の中央部に貫通穴１３３を有している。
金属線材７０を編み機１３０に送り出して、金属線材７０を各案内針１３２に順次引っ掛けて例えばメリヤス編みをすることにより、筒状の金網連続体７１を形成する。金網連続体７１を軸方向の適所にて切断して、所定の軸方向長を有する筒状金網体７２を形成する。なお、編み機１３０により形成する編み目の構造はメリヤス編みによる編み目以外でもよい。
A
The
更に、図１６（ａ）に示すように、筒状金網体７２を軸方向（矢印Ｊ方向）に圧縮した後、図１６（ｂ）に示す内径方向に向かう矢印Ｋ方向への圧縮成形を施して、第一金属部材１０Ａを得る。なお、圧縮には、作製しようとする第一金属部材１０と第二金属部材２０の形状に応じた成形型を使用する。本例においても、圧縮成型後に焼結処理を実施してもよい。
このような製品としては、富士フィルター工業株式会社製のフジ・テヘール（Fuji Tejer）を例示できる。
Further, as shown in FIG. 16A, the
As such a product, Fuji Tejer manufactured by Fuji Filter Industry Co., Ltd. can be exemplified.
第一金属部材１０Ａの内外形状は、圧縮成形用の型の形状により調整できる。従って、本例に示す方法を用いて、軸方向位置に応じて肉厚を可変させた金属部材を作成することも可能である。また、圧縮成形用の型の形状と圧縮成形手順によっては、筒状金網体７２から、有底筒状の金属部材を作製することも、軸方向の全体が中実状の金属部材を作製することも可能である。
本例に示す方法により作製された金属部材同士は、スウェージング処理、溶接処理、焼結処理の何れか、又は、これらの中から選択された複数の処理を所定の順番で実行することにより接合される。
The inner and outer shapes of the
The metal members produced by the method shown in this example are joined by performing any one of a swaging treatment, a welding treatment, a sintering treatment, or a plurality of treatments selected from these in a predetermined order. Will be done.
＜金属粉体焼結タイプ＞
接合される金属部材は、金属粉体を焼結することにより作製された多孔性の部材であってもよい。
即ち、第一金属部材１０と第二金属部材２０は、金属を所定形状に製粉し、性状の異なる金属粉体を適宜混合して圧縮成形し、金属粉の持つ融点よりも低い所定の温度条件下及び所定の圧力条件下にて所定時間維持することにより、金属粉体を原子レベルで拡散接合させたものでもよい。
ここで、金属粉体は、球状、針状、繊維状、ブロック状、その他の形状とすることができる。
金属粉体を焼結することにより作製される金属部材の形状は、圧縮成形時（及び焼結時）の成形型によって決定されるため、この方法によれば、軸方向に貫通する中空穴部を有する筒状部材、軸方向の一端部に中空穴部を有する有底筒状部材、軸方向の全体が中実状の部材の何れをも作製可能である。また、中空穴部の肉厚等も自在に調整可能である。
上記方法により作製された金属部材同士は、スウェージング処理、溶接処理、焼結処理の何れか、又は、これらの中から選択された複数の処理を所定の順番で実行することにより接合される。
<Metal powder sintering type>
The metal member to be joined may be a porous member produced by sintering metal powder.
That is, the
Here, the metal powder can have a spherical shape, a needle shape, a fibrous shape, a block shape, or any other shape.
Since the shape of the metal member produced by sintering the metal powder is determined by the molding die during compression molding (and during sintering), according to this method, the hollow hole portion penetrating in the axial direction It is possible to manufacture any of a tubular member having a structure, a bottomed tubular member having a hollow hole at one end in the axial direction, and a member having a solid shape as a whole in the axial direction. Further, the wall thickness of the hollow hole portion can be freely adjusted.
The metal members produced by the above method are joined by performing any one of a swaging treatment, a welding treatment, a sintering treatment, or a plurality of treatments selected from these in a predetermined order.
＜金属製不織布タイプ＞
接合される金属部材は、金属製の不織布から構成された多孔性の部材であってもよい。
即ち、第一金属部材１０と第二金属部材２は、例えば金属製不織布を心棒に巻き付けて筒状とした後に焼結処理を施されたものであってもよい。また、第一金属部材１０と第二金属部材２は、金属製不織布を成形型により所定形状に圧縮成形したものでもよい。
上記方法により作製された金属部材同士は、スウェージング処理、溶接処理、焼結処理の何れか、又は、これらの中から選択された複数の処理を所定の順番で実行することにより接合される。
<Metal non-woven fabric type>
The metal member to be joined may be a porous member made of a metal non-woven fabric.
That is, the
The metal members produced by the above method are joined by performing any one of a swaging treatment, a welding treatment, a sintering treatment, or a plurality of treatments selected from these in a predetermined order.
〔金属の材質〕
第一金属部材１０と第二金属部材２０とを構成する金属には、SUS304、SUS304L、SUS310S、SUS316、SUS316L、SUS347、ハステロイ（登録商標）、モネル（登録商標）、インコネル（登録商標）、ニッケル、ニッケル合金、FeCrAl合金、銅、青銅、チタン、チタン合金、等の各金属から構成することができる。なお、使用する金属は、金属成形体の使用目的や作製方法に応じて最適なものを選定する。
[Metal material]
The metals constituting the
〔金属部材の他の形状例〕
上記実施形態においては、金属部材が筒状又は中実棒状である場合の金属部材同士の接合例を示した。しかし、本発明は、金属部材が筒状又は中実棒状以外の形状である場合にも適用できる。例えば接合対象となる金属部材は平板状、シート状、その他の形状であってもよい。具体例を挙げれば、接合対象となる金属部材は、複数の金属製メッシュシートを積層して焼結したプレート状の多孔性の金属部材（例：富士フィルター工業株式会社製のフジプレート）であってもよい。また、接合対象となる金属部材は、金属繊維から構成されたフェルト地を積層した不織布（例：富士フィルター工業株式会社製のフジ・メタルファイバー）であってもよく、該不織布は焼結されたものでも未焼結のものでもよい。或いは、接合対象となる金属部材は金属粉体を焼結することにより作製された任意の形状の多孔性の部材であってもよい。
[Examples of other shapes of metal members]
In the above embodiment, an example of joining metal members to each other when the metal members have a tubular shape or a solid rod shape is shown. However, the present invention can also be applied when the metal member has a shape other than a tubular shape or a solid rod shape. For example, the metal member to be joined may have a flat plate shape, a sheet shape, or another shape. To give a specific example, the metal member to be joined is a plate-shaped porous metal member obtained by laminating and sintering a plurality of metal mesh sheets (example: Fuji plate manufactured by Fuji Filter Industry Co., Ltd.). You may. Further, the metal member to be bonded may be a non-woven fabric (eg, Fuji Metal Fiber manufactured by Fuji Filter Industry Co., Ltd.) in which felt fabric composed of metal fibers is laminated, and the non-woven fabric is sintered. It may be non-woven or unsintered. Alternatively, the metal member to be joined may be a porous member of any shape produced by sintering metal powder.
〔本発明の実施態様例と作用、効果のまとめ〕
＜第一の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１は、金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部２０ａに、中空穴部（受容部２１ａ）が形成された第二部材（第二金属部材２０）と、金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部１０ａに、中空穴部に挿入可能な外形を有する挿入部を有する第二部材と、を備え、第一部材と第二部材の少なくとも一方は、多孔性の部材であり、第二部材の受容部は、第一部材の一端開口から中空穴部内に挿入されており、第一部材と第二部材とは、両部材が重なるオーバーラップ部３０において接合されていることを特徴とする。
本態様によれば、金属製の第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合することができる。
[Summary of Examples of Embodiments of the Present Invention, Actions, and Effects]
<First embodiment>
The metal molded
According to this aspect, both members can be joined while utilizing the functions of the metal first member and the second member.
＜第二の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１は、金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部２０ａに中空穴部（受容部２１ａ）が形成された第二部材（第二金属部材２０）と、金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部１０ａに、中空穴部に挿入可能な外形を有する挿入部を有する第一部材（第一金属部材１０）と、を備え、第一部材と第二部材は、多孔性の部材であり、第二部材の挿入部は、第一部材の一端開口から中空穴部内に挿入されており、第一部材と第二部材とは、両部材が重なるオーバーラップ部３０において接合されていることを特徴とする。
本態様によれば、金属製の第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合することができる。
<Second embodiment>
The metal molded
According to this aspect, both members can be joined while utilizing the functions of the metal first member and the second member.
＜第三の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１において、第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）は、オーバーラップ部に施されたスウェージング処理により接合されていることを特徴とする。
例えば、第一部材と第二部材が液体、気体等の各種の流体から不純物等の特定の物質を分離するフィルタである場合、両部材をスウェージング処理により接合すれば、オーバーラップ部は接合後においてもフィルタ機能を有する。また、第一部材と第二部材が耐キンク性を有する場合、両部材をスウェージング処理により接合すれば、オーバーラップ部は接合後においても耐キンク性を有する。
本態様によれば、金属製の第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合することができる。
<Third embodiment>
In the metal molded
For example, when the first member and the second member are filters that separate specific substances such as impurities from various fluids such as liquids and gases, if both members are joined by swaging treatment, the overlapped portion will be joined after joining. Also has a filter function. Further, when the first member and the second member have kink resistance, if both members are joined by a swaging process, the overlapped portion has kink resistance even after joining.
According to this aspect, both members can be joined while utilizing the functions of the metal first member and the second member.
＜第四の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１において、第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）は、オーバーラップ部３０に施された溶接処理により接合されていることを特徴とする。
溶接処理としては、抵抗溶接、ろう接、高エネルギービーム溶接、超音波接合等の各種処理を採用できる。
溶接箇所は、第一部材と第二部材の夫々が有する機能を活かすことができ、且つ必要な接合強度を確保できる位置及び数量に設定される。例えば、第一部材と第二部材が耐キンク性を有する場合、オーバーラップ部においても耐キンク性を発揮できるように、溶接処理が実施される。
本態様によれば、金属製の第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合することができる。
なお、オーバーラップ部には、溶接処理に加えてスウェージング処理が施されてもよい。
<Fourth embodiment>
In the metal molded
As the welding process, various processes such as resistance welding, brazing, high energy beam welding, and ultrasonic bonding can be adopted.
Welded points are set at positions and quantities that can utilize the functions of each of the first member and the second member and secure the required joint strength. For example, when the first member and the second member have kink resistance, a welding process is performed so that the kink resistance can be exhibited even in the overlapped portion.
According to this aspect, both members can be joined while utilizing the functions of the metal first member and the second member.
The overlapping portion may be subjected to a swaging treatment in addition to the welding treatment.
＜第五の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１において、第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）は、オーバーラップ部３０に施された焼結処理により接合されていることを特徴とする。
例えば、第一部材と第二部材が液体、気体等の各種の流体から不純物等の特定の物質を分離するフィルタである場合、両部材を焼結処理により接合すれば、フィルタの目開きが維持されることから、オーバーラップ部は接合後においてもフィルタ機能を有する。更に、焼結処理を施すことにより、第一部材と第二部材の接触部分を原子レベルで接合することができるので、金属成形体の強度を高めることができる。
また、例えば、第一部材と第二部材が耐キンク性を有する場合も、焼結処理条件を適切に設定すれば、耐キンク性を維持可能である。
本態様によれば、金属製の第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合することができる。
なお、オーバーラップ部には、スウェージング処理とスポット溶接の一方又は双方に加えて焼結処理が施されてもよい。スウェージング処理後に焼結処理を施す場合は、オーバーラップ部における接合を確実にし、当該部位の接合強度を高めることができる。
<Fifth embodiment>
In the metal molded
For example, when the first member and the second member are filters that separate specific substances such as impurities from various fluids such as liquids and gases, if both members are joined by sintering treatment, the opening of the filter is maintained. Therefore, the overlapped portion has a filter function even after joining. Further, by performing the sintering treatment, the contact portion between the first member and the second member can be joined at the atomic level, so that the strength of the metal molded body can be increased.
Further, for example, even when the first member and the second member have kink resistance, the kink resistance can be maintained if the sintering treatment conditions are appropriately set.
According to this aspect, both members can be joined while utilizing the functions of the metal first member and the second member.
The overlapping portion may be subjected to a sintering treatment in addition to one or both of the swaging treatment and the spot welding. When the sintering treatment is performed after the swaging treatment, the bonding at the overlapping portion can be ensured and the bonding strength of the portion can be increased.
＜第六の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１において、第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）の少なくとも一方は、構成材料に金属線材５０、６０、７０を含むことを特徴とする。
第一部材と第二部材の少なくとも一方は、金属線材を多層状に且つ螺旋状に巻き付けることにより作製された部材や、金属線材を織り上げることにより作製された部材や、金属線材を編み上げることにより作製された部材から構成できる。更に、第一部材と第二部材の少なくとも一方は、金属線材を巻き付け、織り上げ、編み上げた後に、塑性変形により所定形状に成形されたものでもよい。
上記態様に示した接合方法は、構成材料に金属線材を含む第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合する方法として好適である。
<Sixth Embodiment>
In the metal molded
At least one of the first member and the second member is made by winding a metal wire in a multi-layered shape and spirally, a member made by weaving a metal wire, or knitting a metal wire. It can be composed of the members. Further, at least one of the first member and the second member may be formed into a predetermined shape by plastic deformation after winding, weaving and knitting a metal wire rod.
The joining method shown in the above aspect is suitable as a method of joining both members while taking advantage of the functions of the first member and the second member, which include a metal wire as a constituent material.
＜第七の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１において、第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）の少なくとも一方は、金属線材５０を螺旋状且つ多層状に巻き付けることとにより形成された中空筒状部を備え、該中空筒状部は、その軸線の湾曲変形に対する耐キンク性を有することを特徴とする。
上記態様に示した接合方法は、構成材料に金属線材を含む第一部材と第二部材が有する耐キンク性を活かしつつ両部材を接合する方法として好適である。
<Seventh Embodiment>
In the metal molded
The joining method shown in the above aspect is suitable as a method of joining both members while taking advantage of the kink resistance of the first member and the second member, which include a metal wire as a constituent material.
＜第八の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１において、第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）の少なくとも一方は、金属粉体を焼結することにより作製された多孔性の部材であることを特徴とする。
上記態様に示した接合方法は、金属粉体を焼結することにより作製された多孔性の第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合する方法として好適である。
<Eighth embodiment>
In the metal molded
The joining method shown in the above aspect is suitable as a method of joining both members while utilizing the functions of the porous first member and the second member produced by sintering the metal powder.
＜第九の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１において、第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）の少なくとも一方は、構成材料に金属製不織布を含むことを特徴とする。
上記態様に示した接合方法は、構成材料に金属製不織布を含む第一部材と第二部材が有する機能を活かしつつ両部材を接合する方法として好適である。
<Ninth embodiment>
In the metal molded
The joining method shown in the above aspect is suitable as a method of joining both members while taking advantage of the functions of the first member and the second member including the metal non-woven fabric as the constituent material.
＜第十の実施態様＞
本態様に係る金属成形体１は、少なくとも第一部材（第一金属部材１０）と第二部材（第二金属部材２０）の各表面に跨がった部位にコーティング（樹脂コーティング層４０）が施されていることを特徴とする。
本態様によれば、コーティングを施すことにより、金属線材を露出させることなく被覆し、表面を滑らかにすることができる。
<10th embodiment>
The metal molded
According to this aspect, by applying the coating, the metal wire can be coated without being exposed and the surface can be smoothed.
１…金属成形体、２…コーティング付金属成形体、１０…第一金属部材（第一部材）、１０ａ…一端部（挿入部）、１１…中空穴部、１２…肉厚部、１３…段差部、１４…中実部、２０…第二金属部材（第二部材）、２０ａ…一端部、２１…中空穴部、２１ａ…受容部、２１ｂ…小径部、２２…肉厚部、２３…段差部、２４…中実部、３０…オーバーラップ部、３１…溶接箇所、４０…樹脂コーティング層、４１…外周部コーティング層、４２…内周部コーティング層、４３…端縁部コーティング層、４４…部分コーティング層、５０…金属線材、５１…第一線材層、５２…第二線材層、５３…ピッチ、６０…金属線材、６５…中間体、７０…金属線材、７１…金網連続体、７２…筒状金網体、１００…心棒、１１０…ロータリースウェージングマシン、１１１…ダイス、１１１ａ…凹所、１２０…巻付装置、１２１…心材、１２１ａ…大径軸部、１２１ｂ…小径軸部、１２２…線材ノズル、１３０…編み機、１３１…本体部、１３２…案内針、１３３…貫通穴 1 ... Metal molded body, 2 ... Metal molded body with coating, 10 ... First metal member (first member), 10a ... One end (insertion part), 11 ... Hollow hole, 12 ... Thick part, 13 ... Step Part, 14 ... Solid part, 20 ... Second metal member (second member), 20a ... One end part, 21 ... Hollow hole part, 21a ... Receiving part, 21b ... Small diameter part, 22 ... Thick part, 23 ... Step Part, 24 ... Solid part, 30 ... Overlapping part, 31 ... Welded part, 40 ... Resin coating layer, 41 ... Outer peripheral coating layer, 42 ... Inner peripheral coating layer, 43 ... Edge coating layer, 44 ... Partial coating layer, 50 ... metal wire, 51 ... first wire layer, 52 ... second wire layer, 53 ... pitch, 60 ... metal wire, 65 ... intermediate, 70 ... metal wire, 71 ... wire mesh continuum, 72 ... Cylindrical wire mesh, 100 ... mandrel, 110 ... rotary swaging machine, 111 ... die, 111a ... recess, 120 ... winding device, 121 ... core material, 121a ... large diameter shaft, 121b ... small diameter shaft, 122 ... Wire mesh nozzle, 130 ... knitting machine, 131 ... main body, 132 ... guide needle, 133 ... through hole
Claims (12)
金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部に、前記中空穴部に挿入可能な外形を有する挿入部を有する第一部材と、を備え、
前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一方は、多孔性の部材であり、
前記第一部材の前記挿入部は、前記第二部材の一端開口から前記中空穴部内に挿入されており、
前記第一部材と前記第二部材とは、両部材が重なるオーバーラップ部において接合されていることを特徴とする金属成形体。 A second member made of a metal material with a hollow hole formed at least at one end in the axial direction.
A first member composed of a metal material and having an insertion portion having an outer shape that can be inserted into the hollow hole portion is provided at least at one end in the axial direction.
At least one of the first member and the second member is a porous member.
The insertion portion of the first member is inserted into the hollow hole portion from one end opening of the second member.
A metal molded body characterized in that the first member and the second member are joined at an overlapping portion where both members overlap.
金属材料から構成されて、少なくとも軸方向の一端部に、前記中空穴部に挿入可能な外形を有する挿入部を有する第一部材と、を備え、
前記第一部材と前記第二部材は、多孔性の部材であり、
前記第一部材の挿入部は、前記第二部材の一端開口から前記中空穴部内に挿入されており、
前記第一部材と前記第二部材とは、両部材が重なるオーバーラップ部において接合されていることを特徴とする金属成形体。 A second member made of a metal material with a hollow hole formed at least at one end in the axial direction.
A first member composed of a metal material and having an insertion portion having an outer shape that can be inserted into the hollow hole portion is provided at least at one end in the axial direction.
The first member and the second member are porous members and are
The insertion portion of the first member is inserted into the hollow hole portion from one end opening of the second member.
A metal molded body characterized in that the first member and the second member are joined at an overlapping portion where both members overlap.
前記第一部材の挿入部を、前記第二部材の一端開口から前記中空穴部内に挿入する工程と、
前記第一部材と前記第二部材とが重なるオーバーラップ部において、前記第一部材と前記第二部材とを接合する工程と、を有し、
前記第一部材と前記第二部材の少なくとも一方は、多孔性の部材であることを特徴とする金属成形体の製造方法。 A second member composed of a metal material and having a hollow hole formed at least at one end in the axial direction, and an outer shape that is made of a metal material and can be inserted into the hollow hole at least at one end in the axial direction. The process of preparing the first member having the insertion part having the
A step of inserting the insertion portion of the first member into the hollow hole portion from one end opening of the second member, and
It has a step of joining the first member and the second member in an overlapping portion where the first member and the second member overlap.
A method for producing a metal molded body, wherein at least one of the first member and the second member is a porous member.
前記第一部材の挿入部を、前記第二部材の一端開口から前記中空穴部内に挿入する工程と、
前記第一部材と前記第二部材とが重なるオーバーラップ部において、前記第一部材と前記第二部材とを接合する工程と、を有し、
前記第一部材と前記第二部材は、多孔性の部材であることを特徴とする金属成形体の製造方法。 A second member composed of a metal material and having a hollow hole formed at least at one end in the axial direction, and an outer shape that is made of a metal material and can be inserted into the hollow hole at least at one end in the axial direction. The process of preparing the first member having the insertion part having the
A step of inserting the insertion portion of the first member into the hollow hole portion from one end opening of the second member, and
It has a step of joining the first member and the second member in an overlapping portion where the first member and the second member overlap.
A method for producing a metal molded body, wherein the first member and the second member are porous members.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7269609B1 (en) | 2021-12-21 | 2023-05-09 | 富士フィルター工業株式会社 | Filter, filter manufacturing method, and gas generator |
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-
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