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JP6397204B2 - Metal porous body - Google Patents
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JP6397204B2 - Metal porous body - Google Patents

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Description

本発明は、外場の変化によって目開き量を制御できる金属製多孔体に関する。   The present invention relates to a porous metal body that can control the amount of openings by changing the external field.

金属線を軸の周りに巻き付けて形成された金属製多孔体は、従来から知られている。特許文献1には、内燃機関の燃料から不要な物質等を除去するフィルターとして用いられる金属製多孔体が提案されている。この金属製多孔体は、ステンレス鋼線等の金属線を軸の周りに巻き付けて円筒状に成形し、その後に線同士を焼結して形成されている。   A metal porous body formed by winding a metal wire around an axis is conventionally known. Patent Document 1 proposes a metal porous body used as a filter for removing unnecessary substances and the like from the fuel of an internal combustion engine. The metal porous body is formed by winding a metal wire such as a stainless steel wire around an axis to form a cylindrical shape, and then sintering the wires.

特許文献2には、エアバッグインフレーター用フィルターとして用いられる金属製多孔体が提案されている。この金属製多孔体は、断面形状が長方形(平角形状)に形成された一本の金属線を用い、その線の一端をジグの適所に係止させ、このジグに線を巻き付けて円筒体とし、次いで、線の他端を円筒体の適所に接合し、この円筒体からジグを抜き取って中空形状に形成されている。   Patent Document 2 proposes a metal porous body used as a filter for an airbag inflator. This metal porous body uses a single metal wire having a rectangular cross section (flat rectangular shape), one end of the wire is locked in place on the jig, and the wire is wound around the jig to form a cylindrical body. Then, the other end of the wire is joined to an appropriate position of the cylindrical body, and a jig is extracted from the cylindrical body to form a hollow shape.

また、特許文献3には、金属繊維の接触部に金属間化合物が形成され形状記憶特性、超弾性特性に優れた金属繊維三次元構造体等の提供を目的とした技術が提案されている。この技術は、純チタン繊維と純ニッケル繊維が所定の空隙率をもった三次元構造をなし、かつ両繊維の接触部に金属間化合物が形成されているように構成したものである。こうした金属繊維三次元構造体は、高空隙率をもった不織布状の構造体であり、高い保形性を有し、かつ形状記憶特性を有することから冠動脈ステント、人工骨、人工歯根、電気機器の電極及び空調機器等のフィルター等複雑な形状の部材も容易に作製できるとされている。   Patent Document 3 proposes a technique aimed at providing a metal fiber three-dimensional structure and the like having an excellent shape memory property and superelastic property, in which an intermetallic compound is formed at the contact portion of the metal fiber. In this technique, pure titanium fibers and pure nickel fibers form a three-dimensional structure having a predetermined porosity, and an intermetallic compound is formed at the contact portion between both fibers. Such a metal fiber three-dimensional structure is a non-woven structure having a high porosity, and has high shape retention and shape memory characteristics, so that it is a coronary stent, an artificial bone, an artificial tooth root, and an electric device. It is said that a member having a complicated shape such as an electrode and a filter of an air conditioner can be easily manufactured.

特開2011−178212号公報JP 2011-178212 A 特表2009−533221号公報Special table 2009-533221 gazette 特開2006−241582号公報JP 2006-241582 A

特許文献1,2で提案されている従来のフィルター用途の金属製多孔体は、焼結によって金属線を接合して線の動きを無くし、目開き量を固定して安定したフィルター機能を保つように製造されている。しかしながら、目開き量を任意に変化させることができれば、様々なフィルター用途が拡大する可能性がある。   The conventional metal porous body for filter application proposed in Patent Documents 1 and 2 joins metal wires by sintering, eliminates the movement of the wires, and fixes the amount of openings to maintain a stable filter function. Is manufactured. However, if the opening amount can be arbitrarily changed, various filter applications may be expanded.

また、特許文献3で提案されている金属繊維三次元構造体は、高い保形性が、純チタン繊維と純ニッケル繊維との接触部で形成された形状記憶特性を有する金属間化合物によってもたらされている。しかしながら、こうした金属繊維三次元構造体においても、上記のように、目開き量を任意に変化させることができれば、様々なフィルター用途が拡大する可能性がある。   Moreover, the metal fiber three-dimensional structure proposed in Patent Document 3 has high shape retention due to an intermetallic compound having shape memory characteristics formed by a contact portion between pure titanium fiber and pure nickel fiber. Has been. However, even in such a metal fiber three-dimensional structure, if the amount of openings can be arbitrarily changed as described above, various filter applications may be expanded.

なお、特許文献3で提案された金属製多孔体は、三次元構造体中にニッケル繊維が残存するため、例えば医用材料として用いるにはニッケル溶出対策を施す必要がある。また、純チタン繊維と純ニッケル繊維との接触部だけが接合個所となるので、使用中に接合部以外の個所が脱落する可能性を否定できない。   Note that the metal porous body proposed in Patent Document 3 has nickel fibers remaining in the three-dimensional structure, and therefore it is necessary to take measures against nickel elution, for example, when used as a medical material. In addition, since only the contact portion between the pure titanium fiber and the pure nickel fiber becomes a joint portion, it cannot be denied that a portion other than the joint portion may fall off during use.

本発明は、上記要請に応えるとともに上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、フィルター等に使用可能な金属製多孔体の目開き量の程度を任意に変化させることができる新しい金属製多孔体を提供することにある。   The present invention has been made to meet the above-mentioned demands and to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to arbitrarily change the degree of opening of a metal porous body that can be used for a filter or the like. The object is to provide a new metal porous body.

上記課題を解決するための本発明に係る金属製多孔体は、重ね巻きされた金属線材同士が接合されてなるチューブ状の多孔体巻線部と、温度又は磁場等の外場で形状が変形する形状変形部材とを有し、前記形状変形部材が前記多孔体巻線部を変形させるように配置されていることを特徴とする。   The metal porous body according to the present invention for solving the above problems is a tube-shaped porous body winding portion formed by joining metal wires wound in layers, and the shape is deformed in an external field such as a temperature or a magnetic field. And the shape deforming member is disposed so as to deform the porous body winding portion.

本発明に係る金属製多孔体において、前記形状変形部材が、形状記憶合金又は磁歪材料であるように構成できる。   In the metal porous body according to the present invention, the shape deformable member can be configured to be a shape memory alloy or a magnetostrictive material.

本発明に係る金属製多孔体において、前記形状変形部材が、チューブ状の前記多孔体巻線部の中に設けられ又は接合されている、又は、チューブ状の多孔体巻線部の外に沿わせて接合されていることが好ましい。   In the metal porous body according to the present invention, the shape deforming member is provided or joined in the tube-shaped porous body winding portion, or along the outside of the tube-shaped porous body winding portion. It is preferable that they are joined together.

本発明に係る金属製多孔体によれば、形状変形部材が多孔体巻線部に接合されているので、この金属製多孔体に温度又は磁場等の外場が与えられることにより、その形状変形部材が変形して多孔体巻線部を変形させることができる。その結果、多孔体巻線部の目開き量を変化させることができ、目開き量が固定された従来のフィルターとは異なり、様々なフィルターとして利用可能である。   According to the metal porous body according to the present invention, since the shape deforming member is joined to the porous body winding portion, the shape deformation is caused by applying an external field such as a temperature or a magnetic field to the metal porous body. The member can be deformed to deform the porous body winding portion. As a result, the amount of openings in the porous body winding portion can be changed, and unlike conventional filters in which the amount of openings is fixed, it can be used as various filters.

本発明に係る金属製多孔体の例を示す説明図である。(A)は多孔体巻線部の内面に形状変形部材を直線状に接合した例であり、(B)は多孔体巻線部の外面に形状変形部材を沿わせた例であり、(C)は多孔体巻線部の内面に形状変形部材をスパイラル状に接合した例であり、(D)は多孔体巻線部の外面に形状変形部材をスパイラル状に接合させた例である。It is explanatory drawing which shows the example of the metal porous bodies which concern on this invention. (A) is an example in which the shape deforming member is linearly joined to the inner surface of the porous body winding portion, and (B) is an example in which the shape deforming member is placed along the outer surface of the porous body winding portion. ) Is an example in which the shape deforming member is spirally joined to the inner surface of the porous body winding portion, and (D) is an example in which the shape deforming member is spirally joined to the outer surface of the porous body winding portion. 図1(A)に示す金属製多孔体の写真(A)と、その金属製多孔体を変形させた後の写真(B)である。It is the photograph (A) of the metal porous body shown to FIG. 1 (A), and the photograph (B) after deform | transforming the metal porous body. 金属製多孔体の断面写真である。It is a cross-sectional photograph of a metal porous body. 多孔体巻線部を形成する線材からなる層を2層分だけ示した拡大図である。It is the enlarged view which showed only the layer which consists of a wire which forms a porous body winding part for two layers. 多孔体巻線部を構成する線材がなす巻き角度を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the winding angle which the wire which comprises a porous body winding part makes. バブルポイント試験方法の説明図である。It is explanatory drawing of the bubble point test method.

本発明に係る金属製多孔体について図面を参照しながら説明する。なお、本発明の技術的範囲は、以下の記載や図面にのみ限定されるものではない。   The metal porous body according to the present invention will be described with reference to the drawings. The technical scope of the present invention is not limited only to the following description and drawings.

本発明に係る金属製多孔体10(10A〜10D)は、図1〜図4に示すように、重ね巻きされた金属線材2,2同士が接合されてなるチューブ状の多孔体巻線部1と、温度又は磁場等の外場で形状が変形する形状変形部材4とを有し、その形状変形部材4が多孔体巻線部1を変形させるように配置されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the metal porous body 10 (10 </ b> A to 10 </ b> D) according to the present invention is a tube-shaped porous body winding portion 1 formed by joining metal wires 2 and 2 that are wound in layers. And a shape deforming member 4 whose shape is deformed in an external field such as a temperature or a magnetic field, and the shape deforming member 4 is disposed so as to deform the porous body winding portion 1.

この金属製多孔体10は、形状変形部材4が多孔体巻線部1を変形させるように配置されているので、この金属製多孔体10に温度又は磁場等の外場が与えられることにより、その形状変形部材4が変形して多孔体巻線部1を変形させることができる。その結果、多孔体巻線部1の目開き量を変化させることができる。例えば、形状変形部材4として形状記憶合金を用いた場合には、常温では所定の目開き状態であった金属製多孔体10を、加熱によって目開き状態を拡大又は縮小させ、さらに常温に戻すことにより当初の目開き状態に戻すことができる。拡大又は縮小は、例えばフィルター用途においては、金属製多孔体10を加熱することによって、目開き量の変化に基づくフィルター効果を変化させることができるという利点がある。金属製多孔体10は、目開き量が固定された従来のフィルターとは異なり、様々なフィルターとして利用可能である。   Since the metal porous body 10 is arranged so that the shape deforming member 4 deforms the porous body winding portion 1, an external field such as a temperature or a magnetic field is given to the metal porous body 10, The shape deformation member 4 can be deformed to deform the porous body winding portion 1. As a result, the opening amount of the porous body winding portion 1 can be changed. For example, when a shape memory alloy is used as the shape deforming member 4, the open state of the metal porous body 10 that has been in a predetermined open state at room temperature is expanded or reduced by heating, and then returned to normal temperature. The original opening state can be restored. For example, in the filter application, the enlargement or reduction has an advantage that the filter effect based on the change in the opening amount can be changed by heating the metal porous body 10. The metal porous body 10 can be used as various filters, unlike a conventional filter in which the opening amount is fixed.

以下、金属製多孔体10の構成要素を詳しく説明する。   Hereinafter, components of the metal porous body 10 will be described in detail.

[多孔体巻線部]
多孔体巻線部1は、重ね巻きされた金属線材2,2同士が接合されてなるチューブ状の巻線部である。チューブ状の多孔体巻線部1は、長手方向の両端が開放されていてもよいし、長手方向の一端が開放され、他端が閉じていてもよい。
[Porous body winding part]
The porous body winding part 1 is a tube-like winding part formed by joining the metal wires 2 and 2 that are overlapped and wound together. The tube-shaped porous body winding part 1 may be open at both ends in the longitudinal direction, or may be open at one end in the longitudinal direction and closed at the other end.

(金属線材)
金属線材2の種類は特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼線、チタン線又はその合金線、ニッケル線又はその合金線等を用いることができる。ステンレス鋼線としては、例えば、JIS規格のSUS304線やSUS316L線等のオーステナイト系ステンレス鋼線を挙げることができる。ニッケル合金線としては、例えば、ニッケル基にモリブデンやクロムを加えた合金線(例えば、ハステロイ線(ハステロイは登録商標)等)や、ニッケルをベースとし、鉄、クロム、ニオブ、モリブデン等を加えた合金線(例えば、インコネル線(インコネルは登録商標)等)を挙げることができる。こうした金属線材2は、耐熱性、耐薬品性及び耐食性を有している。
(Metal wire)
Although the kind of metal wire 2 is not specifically limited, For example, a stainless steel wire, a titanium wire or its alloy wire, a nickel wire or its alloy wire, etc. can be used. Examples of stainless steel wires include austenitic stainless steel wires such as JIS standard SUS304 wire and SUS316L wire. Nickel alloy wires include, for example, alloy wires in which molybdenum or chromium is added to a nickel base (for example, hastelloy wires (Hastelloy is a registered trademark)), nickel-based, iron, chromium, niobium, molybdenum, etc. An alloy wire (for example, Inconel wire (Inconel is a registered trademark)) can be used. Such a metal wire 2 has heat resistance, chemical resistance, and corrosion resistance.

金属線材2の形状は、丸線を圧延した平角線であることが好ましい。圧延前の丸線の直径は、例えば、0.05mm以上、0.2mm以下の範囲内であることが好ましい。丸線は、圧延加工されることによって押しつぶされ、幅方向に伸張され、幅方向に直交する厚さ方向に圧縮される。圧延された後の金属線材2の圧延率は、20%以上、70%以下の範囲内であることが好ましい。なお、「圧延率」とは、圧延加工する前の丸線の直径をd1とし、圧延加工されて圧縮された後の平角線の厚さ方向(圧縮された方向)の寸法をd2としたとき、次の(1)式で表される数値をいう。(圧延率)=[(d1−d2)/d1]×100・・(1)   The shape of the metal wire 2 is preferably a flat wire obtained by rolling a round wire. The diameter of the round wire before rolling is preferably in the range of 0.05 mm or more and 0.2 mm or less, for example. The round wire is crushed by being rolled, stretched in the width direction, and compressed in the thickness direction perpendicular to the width direction. The rolling rate of the metal wire 2 after being rolled is preferably in the range of 20% or more and 70% or less. “Rolling ratio” means that the diameter of the round wire before rolling is d1, and the thickness in the thickness direction (compressed direction) of the flat wire after being rolled and compressed is d2. The numerical value represented by the following equation (1). (Rolling ratio) = [(d1-d2) / d1] × 100 (1)

(多孔体巻線部の形態)
多孔体巻線部1は、図4に示すように、金属線材2が一方向に傾斜し、軸の周りに所定のピッチで巻き付けられて形成された層11と、金属線材2が前記一方向とは逆向きの方向に傾斜し、軸の周りに所定のピッチで巻き付けられて形成された層12とが、順次に積層されているとともに、金属線材2,2同士が接合されている。なお、図4は、金属製多孔体10を構成する金属線材2によって形成された層を2層分(符号11の層と符号12の層)だけ示している。なお、積層の数は、多孔体巻線部1の厚さに応じて500層〜3000層に設定される。例えば、後述の実施例の場合は、1000層〜1500層に設定されている。多孔体巻線部1は、焼結されることによって、金属線材2,2同士が接合されている。
(Porous body winding part configuration)
As shown in FIG. 4, the porous body winding portion 1 includes a layer 11 formed by winding a metal wire 2 in one direction and winding it around a shaft at a predetermined pitch, and the metal wire 2 is in the one direction. The layers 12 formed by being inclined in a direction opposite to the direction and wound around the axis at a predetermined pitch are sequentially laminated, and the metal wires 2 and 2 are joined to each other. FIG. 4 shows only two layers (the layer of reference numeral 11 and the layer of reference numeral 12) formed by the metal wire 2 constituting the metal porous body 10. The number of layers is set to 500 layers to 3000 layers according to the thickness of the porous body winding portion 1. For example, in the case of the below-mentioned Example, it is set to 1000 layers-1500 layers. The porous wire winding portion 1 is sintered to join the metal wires 2 and 2 together.

金属線材2の巻き角度θは、図5に示すように、5°以上、90°未満の範囲内で多孔体巻線部1を形成することができる角度である。より具体的には、巻き角度は40°以上、80°以下の範囲内である。なお、「巻き角度」とは、図5のθで表されている角度であり、一方向に傾斜された金属線材11と、この一方向とは逆向きの方向に傾斜された金属線材12とがなす角度を意味する。多孔体巻線部1の空隙率は、特に限定されないが、例えば、32%以上、62%以下の範囲内である。また、多孔体巻線部1の寸法としては、外径が1mm以上、15mm以下の範囲内に形成され、内径が0.5mm以上、14mm以下の範囲内に形成されていることが好ましい。   As shown in FIG. 5, the winding angle θ of the metal wire 2 is an angle at which the porous body winding portion 1 can be formed within a range of 5 ° or more and less than 90 °. More specifically, the winding angle is in the range of 40 ° to 80 °. The “winding angle” is an angle represented by θ in FIG. 5, the metal wire 11 inclined in one direction, and the metal wire 12 inclined in a direction opposite to the one direction. Means the angle between The porosity of the porous body winding portion 1 is not particularly limited, but is, for example, in the range of 32% or more and 62% or less. Moreover, as a dimension of the porous body winding part 1, it is preferable that the outer diameter is formed in the range of 1 mm or more and 15 mm or less, and the inner diameter is formed in the range of 0.5 mm or more and 14 mm or less.

多孔体巻線部1は、そのままでも、フィルター、センサーカバー、カテーテル、消音材、発泡、拡散材、ガイド等の用途に用いることができる部材である。なお、多孔体巻線部1は、長手方向の一端が開放され、他端が閉じているようにしてもよく、多孔体巻線部1の周面だけでなく、閉じた他端もフィルターとして機能する。また、円環状の多孔体巻線部1は、フィルター、消音材、発泡、拡散材、流動材等の用途に用いることができる。   The porous body winding portion 1 is a member that can be used for applications such as a filter, a sensor cover, a catheter, a sound deadening material, a foaming material, a diffusion material, and a guide as it is. In addition, the porous body winding part 1 may be configured such that one end in the longitudinal direction is open and the other end is closed, and not only the peripheral surface of the porous body winding part 1 but also the other closed end is used as a filter. Function. Further, the annular porous body winding portion 1 can be used for applications such as a filter, a silencer, a foam, a diffusion material, and a fluid material.

例えば、外径が1mm以上、15mm以下で、内径が0.5mm以上、14mm以下の多孔体巻線部1を、密度が7.75g/cm以上、8.06g/cm以下の範囲内のステンレス鋼を用いて形成した場合、上記のように空隙率を32%以上、62%以下の範囲内にすると、嵩密度が3.35g/cm以上、5.2g/cm以下の範囲内になる。そして、接合された金属線材2,2同士の剥離強度を、例えば0.95N以上、1.4N以下の範囲内にすると、特殊なジグを使用しなくても、多孔体巻線部1はキンクしないで変形する。すなわち、人の手で多孔体巻線部1に外力を加えて、多孔体巻線部1が延びる軸方向を湾曲させて所望の形状に変形させても、多孔体巻線部1はキンクしないで変形することができる。本発明に係る金属製多孔体10においては、特に、こうした性質(キンクしにくい)を持つ多孔体巻線部1を用いることが好ましい。ここでいう「キンク」とは、多孔体巻線部1に外力を加えたときに、多孔体巻線部1がつぶれてしまい、多孔体巻線部1から外力を除去してもつぶれてしまった多孔体巻線部1が元の状態に復元しない現象をいう。 For example, an outer diameter of 1mm or more, at 15mm or less, an inner diameter of 0.5mm or more, the following porous body winding unit 1 14 mm, density 7.75 g / cm 3 or more, 8.06 g / cm 3 within the following ranges If you forming using a stainless steel, as described above in the porosity 32% or more, when within range of 62%, a bulk density of 3.35 g / cm 3 or more, 5.2 g / cm 3 or less in the range Be inside. If the peel strength between the joined metal wires 2 and 2 is within a range of 0.95 N or more and 1.4 N or less, for example, the porous body winding portion 1 can be kinked without using a special jig. Do not deform. That is, even if an external force is applied to the porous body winding part 1 by a human hand and the axial direction in which the porous body winding part 1 extends is curved and deformed into a desired shape, the porous body winding part 1 does not kink. Can be transformed. In the metal porous body 10 according to the present invention, it is particularly preferable to use the porous body winding portion 1 having such properties (not easily kinked). Here, “kink” means that when an external force is applied to the porous body winding portion 1, the porous body winding portion 1 is crushed, and even if the external force is removed from the porous body winding portion 1, the porous body winding portion 1 is crushed. This refers to a phenomenon in which the porous body winding portion 1 is not restored to its original state.

なお、「嵩密度」とは、[単位体積の質量=製品重量/製品体積]によって表すことができる、製品の重量を製品の体積で除した単位体積あたりの質量のことであり、「空隙率」とは、[(材料比重−製品密度)/材料比重]×100によって表すことができる製品の全容積に対する隙間の容積の割合のことであり、「剥離強度」とは、多孔体巻線部1から金属線材2を1本引き出し、引き出された1本の金属線材2を多孔体巻線部1から引っ張って、1本の金属線材2が接合された部分で多孔体巻線部1から剥離されるのに必要な力のことをいう。   The “bulk density” is the mass per unit volume obtained by dividing the weight of the product by the volume of the product, which can be expressed by [mass of unit volume = product weight / product volume]. "Is the ratio of the volume of the gap to the total volume of the product, which can be represented by [(material specific gravity-product density) / material specific gravity] x 100, and" peel strength "is the porous body winding part. One metal wire 2 is pulled out from 1, and one drawn metal wire 2 is pulled from the porous body winding portion 1 and peeled off from the porous body winding portion 1 at a portion where one metal wire 2 is joined. This is the power required to be done.

(多孔体巻線部の形成方法)
多孔体巻線部1の形成は、圧延された金属線材2を芯材(図示しない)に巻き付けるワインド工程と、芯材に巻き付けられた金属線材同士を焼結する焼結工程と、焼結された金属線材2を、芯材に巻き付けられた状態でスウェージングするスウェージング工程と、スウェージング工程が終了した後に、金属線材2が巻き付けられている芯材を抜き取る芯材抜き取り工程とを備えている。
(Method for forming porous body winding portion)
The porous winding portion 1 is formed by winding a rolled metal wire 2 around a core material (not shown), a sintering step of sintering the metal wires wound around the core material, and sintering. A swaging step of swaging the metal wire 2 in a state of being wound around the core material, and a core material extraction step of extracting the core material around which the metal wire material 2 is wound after the swaging process is completed. Yes.

ワインド工程は、芯材に金属線材2を巻き付けて管状の部材を形成する工程である。ワインド工程は、金属線材2を芯材に巻き付ける際に一般的に使用されているワインダー(巻き付け装置)を用いて行われる。金属線材2は、圧延機で事前に圧延加工されたものを使用してワインダーで芯材の外周面に巻き付けられたり、ワインダーの内部で圧延しつつ芯材の外周面に巻き付けられたりする。金属線材2を芯材に巻き付けるとき、金属線材2は、芯材の軸に対して一方向に傾斜されて、芯材の軸方向に所定のピッチで芯材の一端側から他端側に向けて順次巻き付けられる。このように芯材に巻き付けられた金属線材2は、芯材の外周面で1つの層11を形成する。金属線材2は、こうして形成された1つの層11の外周にさらに巻き付けられて、別の層12が形成される。この際、金属線材2は、芯材の軸に対して上記した一方向とは逆方向に傾斜されて、芯材の軸方向に所定のピッチで芯材の他端側から一端側に向けて巻き付けられる。   The winding process is a process of winding the metal wire 2 around the core material to form a tubular member. The winding process is performed using a winder (winding device) that is generally used when the metal wire 2 is wound around the core. The metal wire 2 is wound around the outer peripheral surface of the core material by a winder using a material rolled in advance by a rolling mill, or is wound around the outer peripheral surface of the core material while being rolled inside the winder. When winding the metal wire 2 around the core material, the metal wire 2 is inclined in one direction with respect to the axis of the core material, and is directed from one end side to the other end side of the core material at a predetermined pitch in the axial direction of the core material. Are wound sequentially. Thus, the metal wire 2 wound around the core material forms one layer 11 on the outer peripheral surface of the core material. The metal wire 2 is further wound around the outer periphery of one layer 11 formed in this way, and another layer 12 is formed. At this time, the metal wire 2 is inclined in the direction opposite to the one direction described above with respect to the axis of the core material, and is directed from the other end side of the core material to the one end side at a predetermined pitch in the axial direction of the core material. Wrapped.

ワインド工程は、一方向に傾斜させて芯材の周りに所定のピッチで巻き付けて形成された層11と、一方向とは逆向きの方向に傾斜させて芯材の周りに所定のピッチで巻き付けて形成された層12とを順次に形成して金属線材2の層を積層して管状の部材を形成する工程である。   In the winding process, the layer 11 is formed by being inclined in one direction and wound around the core material at a predetermined pitch, and is wound in a direction opposite to the one direction and wound around the core material at a predetermined pitch. And forming the tubular member by sequentially forming the layers 12 formed in this manner and laminating the layers of the metal wire 2.

焼結工程は、金属線材2からなる管状の部材を芯材ごと炉に入れて焼結し、金属線材同士を接合する工程である。炉は、真空炉であってもよいし、酸化を防ぐための還元ガスを含む炉であってもよい。焼結は、800℃以上、1300℃以下の温度で180分程度行われる。こうした焼結工程によって金属線材同士は、拡散接合される。なお、この焼結工程は、次のスウェージング工程の前後の2回に分けて行ってもよい。   The sintering step is a step in which a tubular member made of the metal wire 2 is put together with the core material in a furnace and sintered to join the metal wires together. The furnace may be a vacuum furnace or a furnace containing a reducing gas for preventing oxidation. Sintering is performed at a temperature of 800 ° C. or higher and 1300 ° C. or lower for about 180 minutes. Through such a sintering process, the metal wires are diffusion bonded. Note that this sintering step may be performed in two steps before and after the next swaging step.

スウェージング工程は、金属線材2からなる管状の部材の外径を所望の寸法に整える冷間鍛造加工工程である。スウェージング工程は、例えば、分割された金型を回転させて、叩きながら管状の部材の外径を絞っていくことによって行われる。   The swaging process is a cold forging process in which the outer diameter of the tubular member made of the metal wire 2 is adjusted to a desired dimension. The swaging step is performed, for example, by rotating the divided molds and reducing the outer diameter of the tubular member while hitting.

芯材抜き取り工程は、金属線材2からなる管状の部材から芯材を抜き出して、所望の内径と外径とを有する多孔体巻線部1を形成させる工程である。芯材が抜き出された管状の部材は、芯材の外径と一致する内径を有すると共に、積層された金属線材2の層の数に応じた外径を有する多孔体巻線部1となる。   The core material extracting step is a step of extracting the core material from the tubular member made of the metal wire 2 to form the porous body winding portion 1 having a desired inner diameter and outer diameter. The tubular member from which the core material is extracted has a porous body winding portion 1 having an inner diameter that matches the outer diameter of the core material and an outer diameter corresponding to the number of layers of the laminated metal wire 2. .

[形状変形部材]
形状変形部材4は、温度又は磁場等の外場で形状が変形する部材であり、多孔体巻線部1に形状変形部材4を変形させることができるように配置されている。形状変形部材4は、チューブ状の多孔体巻線部1の中に設けられていてもよいし、外に設けられていてもよい。この形状変形部材4が配置されて金属製多孔体10が構成される。なお、図1に示す形状変形部材4は、その断面が円形であるが、円形以外の形状であってもよく、例えば平角形でも多角形でもよく、特に限定されない。
[Shape deforming member]
The shape deforming member 4 is a member whose shape is deformed in an external field such as a temperature or a magnetic field, and is disposed so that the shape deforming member 4 can be deformed in the porous body winding portion 1. The shape deforming member 4 may be provided in the tubular porous body winding portion 1 or may be provided outside. The shape deformable member 4 is arranged to constitute the metal porous body 10. The shape deforming member 4 shown in FIG. 1 has a circular cross section, but may have a shape other than a circle, for example, a flat shape or a polygon, and is not particularly limited.

(形態)
具体的には、図1(A)に示す金属製多孔体10Aは、形状変形部材4が、多孔体巻線部1の中空内部に配置された例である。この金属製多孔体10Aでは、形状変形部材4は、多孔体巻線部1の内面に接合されていてもよいし、接合されずに挿入だけされていてもよい。形状変形部材4が多孔体巻線部1の内面に接合されている場合は、形状変形部材4の変形によって多孔体巻線部1も変形する。形状変形部材4が多孔体巻線部1の内面に接合されずに挿入されている場合も、形状変形部材4が曲がることによって多孔体巻線部1も曲がることができる。このときの接合は、形状変形部材4と多孔体巻線部1との焼結によって行ってもよいし、用途に悪影響がでないように選定された接合手段をとることが望ましい。接合手段としては、接着剤による接着、ロウ材によるろう接、又は、溶接、等を挙げることができる。
(Form)
Specifically, the metal porous body 10 </ b> A shown in FIG. 1A is an example in which the shape deforming member 4 is disposed in the hollow interior of the porous body winding portion 1. In this metallic porous body 10A, the shape deforming member 4 may be joined to the inner surface of the porous body winding portion 1 or may be inserted without being joined. When the shape deforming member 4 is joined to the inner surface of the porous body winding portion 1, the porous body winding portion 1 is also deformed by the deformation of the shape deforming member 4. Even when the shape deforming member 4 is inserted without being joined to the inner surface of the porous body winding portion 1, the porous body winding portion 1 can be bent by bending the shape deforming member 4. The joining at this time may be performed by sintering the shape deforming member 4 and the porous body winding portion 1, and it is desirable to employ joining means selected so as not to adversely affect the application. Examples of the joining means include adhesion with an adhesive, brazing with a brazing material, or welding.

図1(B)に示す金属製多孔体10Bは、形状変形部材4が、多孔体巻線部1の外側に配置された例である。この金属製多孔体10Bでは、形状変形部材4は、多孔体巻線部1の外面に、形状変形部材4の長手方向に沿って接合されている。この場合も、形状変形部材4が曲がることにより、多孔体巻線部1も曲がる。このときの接合も、上記同様の焼結や各種の接合手段を採用することが好ましい。   A metal porous body 10 </ b> B shown in FIG. 1 (B) is an example in which the shape deforming member 4 is disposed outside the porous body winding portion 1. In this metallic porous body 10 </ b> B, the shape deforming member 4 is joined to the outer surface of the porous body winding portion 1 along the longitudinal direction of the shape deforming member 4. Also in this case, when the shape deforming member 4 is bent, the porous body winding portion 1 is also bent. For the joining at this time, it is preferable to employ the same sintering and various joining means as described above.

図1(C)に示す金属製多孔体10Cは、形状変形部材4が、多孔体巻線部1の中空内部に配置された例である。この金属製多孔体10Cでは、形状変形部材4は、多孔体巻線部1の中空内部で螺旋状(スパイラル状)に設けられている。螺旋状の形状変形部材4は、多孔体巻線部1の内面に接合されていてもよいし、接合されずに挿入だけされていてもよい。螺旋状の形状変形部材4が多孔体巻線部1の内面に接合されている場合は、形状変形部材4の変形によって多孔体巻線部1も変形し、螺旋状の形状変形部材4が多孔体巻線部1の内面に接合されずに挿入されている場合も、形状変形部材4の変形によって多孔体巻線部1も変形することができる。   A metal porous body 10 </ b> C illustrated in FIG. 1C is an example in which the shape deforming member 4 is disposed inside the hollow of the porous body winding portion 1. In this metal porous body 10 </ b> C, the shape deforming member 4 is provided in a spiral shape in the hollow interior of the porous body winding portion 1. The spiral shape deforming member 4 may be bonded to the inner surface of the porous body winding portion 1 or may be only inserted without being bonded. When the spiral shape deforming member 4 is bonded to the inner surface of the porous body winding portion 1, the deformation of the shape deforming member 4 also deforms the porous body winding portion 1, and the spiral shape deforming member 4 is porous. Even when it is inserted without being joined to the inner surface of the body winding part 1, the porous body winding part 1 can also be deformed by the deformation of the shape deforming member 4.

この金属製多孔体10Cにおいて、螺旋状の形状変形部材4がバネのように伸縮する場合には、多孔体巻線部1は長手方向に伸縮して変形することができるし、螺旋状の形状変形部材4が曲がる場合には、多孔体巻線部1も曲がることができる。このときの接合も、上記同様の焼結や各種の接合手段を採用することが好ましい。   In the metal porous body 10C, when the helical shape deforming member 4 expands and contracts like a spring, the porous body winding portion 1 can be expanded and contracted in the longitudinal direction, and the spiral shape deforming member 4 can be deformed. When the deformable member 4 is bent, the porous body winding portion 1 can also be bent. For the joining at this time, it is preferable to employ the same sintering and various joining means as described above.

図1(D)に示す金属製多孔体10Dは、形状変形部材4が、多孔体巻線部1の外側に配置された例である。この金属製多孔体10Dでは、形状変形部材4は、多孔体巻線部1の外面に螺旋状に沿わせて設けられている。螺旋状の形状変形部材4は、多孔体巻線部1の外面に接合されていてもよいし、接合されずに巻き付けられていてもよい。螺旋状の形状変形部材4が多孔体巻線部1の外面に接合されている場合は、形状変形部材4の変形によって多孔体巻線部1も変形し、螺旋状の形状変形部材4が多孔体巻線部1の外面に接合されずに巻き付けられている場合も、形状変形部材4の変形によって多孔体巻線部1も変形することができる。   A metal porous body 10 </ b> D shown in FIG. 1 (D) is an example in which the shape deforming member 4 is disposed outside the porous body winding portion 1. In this metallic porous body 10D, the shape deforming member 4 is provided along the outer surface of the porous body winding portion 1 along a spiral. The spiral shape deforming member 4 may be joined to the outer surface of the porous body winding portion 1 or may be wound without being joined. When the spiral shape deforming member 4 is bonded to the outer surface of the porous body winding portion 1, the deformation of the shape deforming member 4 also deforms the porous body winding portion 1, and the spiral shape deforming member 4 is porous. Even when wound around the outer surface of the body winding portion 1 without being joined, the porous body winding portion 1 can also be deformed by deformation of the shape deforming member 4.

この金属製多孔体10Dにおいて、螺旋状の形状変形部材4がバネのように伸縮する場合には、多孔体巻線部1は長手方向に伸縮して変形することができるし、螺旋状の形状変形部材4が曲がる場合には、多孔体巻線部1も曲がることができる。このときの接合も、上記同様の焼結や各種の接合手段を採用することが好ましい。   In this metal porous body 10D, when the spiral shape deforming member 4 expands and contracts like a spring, the porous body winding portion 1 can be deformed by expanding and contracting in the longitudinal direction. When the deformable member 4 is bent, the porous body winding portion 1 can also be bent. For the joining at this time, it is preferable to employ the same sintering and various joining means as described above.

なお、図2は、図1(A)に示す金属製多孔体10Aの平面視写真であり、多孔体巻線部1の内部に棒状の形状記憶合金を形状変形部材4として挿入した後(図2(A)参照)、その形状変形部材4に温度を加えて約90°に変形した状態(図2(B)参照)を示したものである。また、図3は、図1(A)に示す金属製多孔体10Aの断面写真である。なお、符号50は、研磨時に、金属製多孔体10Aを沿わせた金属治具である。   2 is a plan view photograph of the metallic porous body 10A shown in FIG. 1A, after a rod-shaped shape memory alloy is inserted as the shape deforming member 4 into the porous body winding portion 1 (FIG. 2). 2 (A)), a state (see FIG. 2 (B)) in which the shape deforming member 4 is deformed to about 90 ° by applying temperature. FIG. 3 is a cross-sectional photograph of the metal porous body 10A shown in FIG. Reference numeral 50 denotes a metal jig along with the metal porous body 10A during polishing.

(構成材料)
形状変形部材4としては、温度や磁場等の外場によって形状を変化することができる形状記憶合金又は磁歪材料を好ましく挙げることができる。これらの材料は、周囲の環境温度、又は、外力(磁場)の変化をトリガーとして形状変化を発現する性質を有するので、この形状変形部材4と上記した多孔体巻線部1とで金属製多孔体10を構成することにより、広範な目開き量を実現できるフィルターチューブを提供することができる。
(Constituent materials)
As the shape deforming member 4, a shape memory alloy or a magnetostrictive material whose shape can be changed by an external field such as a temperature or a magnetic field can be preferably exemplified. Since these materials have a property of expressing a shape change triggered by a change in the ambient environmental temperature or an external force (magnetic field), the shape deforming member 4 and the porous body winding portion 1 are used to form a metal porous material. By configuring the body 10, it is possible to provide a filter tube capable of realizing a wide range of openings.

具体的な材料は、形状記憶合金としては、ニッケルチタン、チタンニオブ、鉄パラジウム等の二元系合金を好ましく挙げることができる。これらのうち、ニッケルチタン合金が好ましい。形状記憶特性を有する磁歪材料としては、NiMnGa合金、CoNiGa合金等の強磁性形状記憶合金を挙げることができる。磁歪材料としては、Galfenol(登録商標、Fe−Ga合金)、Terfenol−D(登録商標、TbDyFe合金)等の超磁歪材料を挙げることができる。
Specific examples of the shape memory alloy that can be preferably used include binary alloys such as nickel titanium, titanium niobium, and iron palladium. Of these, nickel titanium alloys are preferred. Examples of magnetostrictive materials having shape memory characteristics include ferromagnetic shape memory alloys such as NiMnGa alloys and CoNiGa alloys. Examples of the magnetostrictive material include giant magnetostrictive materials such as Galfenol (registered trademark, Fe—Ga alloy) and Terfenol-D (registered trademark, TbDyFe alloy).

形状記憶特性は、JIS H7001:2009「形状記憶合金用語」で定義されており、ある形状の合金を低温相(マルテンサイト)の状態で異なる形状に変形させても、高温で安定な相(オーステナイト)になる温度に加熱するとマルテンサイト逆変態が起こることで、変形前の形状に戻る現象(形状記憶効果とも言う)を示すという特性である。形状記憶合金の場合は、二方向形状記憶効果を発現させることも可能であるので、低温時と高温時とで目開き量を制御することができる。形状記憶合金が一方向形状記憶効果を有している場合、適切なばね材料も併せて接合することにより、高温時は形状記憶合金が記憶した形状への変形を可能にし、低温時はばね材料の弾性力に起因した初期形状への回復を可能にするという制御を行うことができる(バイアス法という。)。このように、バネ材料等のような変形をアシストしたり、変形を抑えたりする部材を、形状変形部材4とともに併用することにより、両者の働きを利用した変形を実現でき、温度等に応じた目開き量を得ることができる。   The shape memory characteristics are defined in JIS H7001: 2009 “shape memory alloy terminology”, and even when an alloy of a certain shape is deformed into a different shape in the state of a low temperature phase (martensite), a stable phase at high temperature (austenite) This is a characteristic of exhibiting a phenomenon of returning to the shape before deformation (also referred to as a shape memory effect) when martensite reverse transformation occurs when heated to a temperature of In the case of a shape memory alloy, it is possible to develop a two-way shape memory effect, so that the amount of openings can be controlled at a low temperature and a high temperature. When the shape memory alloy has a unidirectional shape memory effect, it can be deformed into the shape memorized by the shape memory alloy at high temperatures by joining together with an appropriate spring material, and at low temperatures the spring material It is possible to perform control to enable recovery to the initial shape due to the elastic force (referred to as bias method). In this way, by using a member that assists deformation or suppresses deformation, such as a spring material, together with the shape deforming member 4, it is possible to realize deformation utilizing the function of both, and according to temperature or the like. Aperture amount can be obtained.

形状記憶合金が有する形状記憶効果は、ニッケルチタン合金に限らず熱弾性型マルテンサイト変態をする合金に共通な現象であり、熱弾性型マルテンサイト変態を発現する合金を構成する元素で構成されている。例えばニッケルチタン合金であればニッケルとチタンであり、チタンニオブ合金であればチタンとニオブであり、鉄パラジウム合金であれば鉄とパラジウムであるが、その形状記憶特性を阻害しない範囲内でその他の元素が含まれていてもよい。その他の元素としては、銅、アルミニウム、バナジウム、ジルコニウム、モリブデン、クロム、鉄、コバルト等の遷移元素、希土類元素、及び不可避不純物から選ばれる1又は2以上の元素が含まれていてもよい。 The shape memory effect of shape memory alloys is not limited to nickel titanium alloys , but is a phenomenon common to alloys that undergo thermoelastic martensitic transformation, and is composed of elements that constitute alloys that exhibit thermoelastic martensitic transformation. Yes. For example, nickel-titanium alloy is nickel and titanium, titanium-niobium alloy is titanium and niobium, and iron-palladium alloy is iron and palladium, but other elements within the range that does not hinder its shape memory characteristics May be included. As other elements, one or more elements selected from transition elements such as copper, aluminum, vanadium, zirconium, molybdenum, chromium, iron, cobalt, rare earth elements, and inevitable impurities may be included.

磁歪材料の場合は、磁場の印加と除荷に応じて形状を変化させることができるので、磁歪材料からなる形状変形部材4を接合した多孔体巻線部1の目開き量も、その変形に応じて変化させることができる。   In the case of a magnetostrictive material, the shape can be changed in accordance with the application and unloading of a magnetic field. It can be changed accordingly.

強磁性形状記憶合金の場合は、温度及び磁場の両者によって形状を変化させることができるので、強磁性形状記憶合金からなる形状変形部材4を接合した多孔体巻線部1の目開き量も、それの変形に応じて変化させることができる。   In the case of a ferromagnetic shape memory alloy, the shape can be changed by both the temperature and the magnetic field. Therefore, the opening amount of the porous body winding portion 1 joined with the shape deforming member 4 made of a ferromagnetic shape memory alloy is It can be changed according to its deformation.

形状変形部材4は、図1に示すように、多孔体巻線部1に直線状に沿わせ又は接合したり、螺旋状に沿わせ又は接合したりすることができる。形状変形部材4の形態は、丸線であってもよいし、圧延した平角線や異形線であってもよいし、帯状にした線材であってもよい。こうした形態は、多孔体巻線部1をどのような形状に変形させるか、形状回復時の回復力等によって任意に選択することができる。   As shown in FIG. 1, the shape deforming member 4 can be linearly aligned or joined to the porous body winding portion 1, or can be spirally aligned or bonded. The form of the shape deforming member 4 may be a round wire, a rolled rectangular wire or a deformed wire, or a strip-shaped wire. Such a form can be arbitrarily selected according to what shape the porous body winding portion 1 is deformed, the recovery force at the time of shape recovery, and the like.

形状変形部材4の大きさは、形状変形部材4が変形して多孔体巻線部1の及ぼす力と、多孔体巻線部1の変形に要する力とのバランスによって設定される。その要因としては、形状変形部材4として形状記憶合金とするか、強磁歪材料とするか、強磁性形状記憶合金とするかによっても異なるので、それぞれの力の大きさによって、形状変形部材4の大きさを任意に設定する。   The size of the shape deforming member 4 is set by a balance between the force exerted by the porous body winding portion 1 when the shape deforming member 4 is deformed and the force required to deform the porous body winding portion 1. The factor varies depending on whether the shape deforming member 4 is a shape memory alloy, a magnetostrictive material, or a ferromagnetic shape memory alloy. Set the size arbitrarily.

形状変形部材4の多孔体巻線部1への接合は、焼結、溶接、ろう接、接着、カシメ等の方法で行うことができる。このときの接合の方法、接合点の数、接合点の間隔等は、変形、回復又は目開き量を考慮して、任意に設定することができる。   Joining of the deformable member 4 to the porous body winding portion 1 can be performed by methods such as sintering, welding, brazing, adhesion, and caulking. The joining method, the number of joining points, the joining point interval, and the like at this time can be arbitrarily set in consideration of deformation, recovery, or the amount of openings.

(金属製多孔体の応用)
以上説明した金属製多孔体10は、形状変形部材4の性質に応じた外場を加除することにより形状が変化し、その変化によって多孔体巻線部1の形状を変化させることができる。その結果、外場を印加する前の形状と、外場を印加したときの形状とを変化させることができ、目開き量の程度を任意に変化させることができるという従来にない新しい効果を奏することができ、様々なフィルター等に使用することができる。また、金属線材同士2,2の接合部が接合されるので、全体形状を大きな乱れなく保持可能な金属製多孔体10を製造することができる。
(Application of porous metal)
The metal porous body 10 described above changes its shape by adding or removing an external field according to the properties of the shape deforming member 4, and the shape of the porous body winding portion 1 can be changed by the change. As a result, the shape before applying the external field and the shape when the external field is applied can be changed, and an unprecedented new effect that the degree of opening can be arbitrarily changed can be achieved. Can be used for various filters. Moreover, since the joint part of metal wire 2 and 2 is joined, the metal porous body 10 which can hold | maintain the whole shape without big disorder | damage | failure can be manufactured.

こうした金属製多孔体10は、種々の応用例に適用できる。例えば、(ア)多孔体巻線部1内を流れる流体(粉流体を含んでいてもよい。)に、他の粉粒体を多孔体巻線部1の外側から導入することができる。(イ)多孔体巻線部1内を流れる流体(粉流体を含む。)から、細かい粉粒体を多孔体巻線部1の外側に排出して分級することができる。(ウ)温度や磁場で変形するので、助燃性(支燃性)及び可燃性を有する物質の排出や取り込みを安全に行うことができる。なお、粉粒体としては、匂い粒子、菌、花粉等をはじめ、各種の粉流体を適用できる。   Such a metal porous body 10 can be applied to various application examples. For example, (a) other powder particles can be introduced into the fluid flowing in the porous body winding portion 1 (which may contain powder fluid) from the outside of the porous body winding portion 1. (A) From the fluid flowing in the porous body winding part 1 (including powdered fluid), fine powder particles can be discharged outside the porous body winding part 1 and classified. (C) Since it is deformed by a temperature or a magnetic field, it is possible to safely discharge and take up substances having auxiliary combustion (flammability) and flammability. Note that various powder fluids including odor particles, fungi, pollen, and the like can be applied as the granular material.

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明を更に詳しく説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples.

[実施例1]
材質がJIS規格のSUS304(密度は7.93g/cmである。)、線径が0.06mmの丸線材を圧延加工して圧延率63%の金属線材2を用いて多孔体巻線部1を作製した。作製した多孔体巻線部1は、内径が1.6mm、外径が2.3mm、全長が34.9mm、重量が0.27gである。また、多孔体巻線部1は、嵩密度が2.61g/cm、空隙率が67.2%である。また、金属線材2の巻き角度は、47.4°である。多孔体巻線部1は、以下の工程で作製した。
[Example 1]
SUS 304 (density is 7.93 g / cm 3 ) of material JIS standard, round wire with a wire diameter of 0.06 mm is rolled into a porous winding portion using a metal wire 2 with a rolling rate of 63%. 1 was produced. The produced porous body winding part 1 has an inner diameter of 1.6 mm, an outer diameter of 2.3 mm, a total length of 34.9 mm, and a weight of 0.27 g. The porous body winding portion 1 has a bulk density of 2.61 g / cm 3 and a porosity of 67.2%. The winding angle of the metal wire 2 is 47.4 °. The porous body winding part 1 was produced by the following steps.

最初にワインダーの内部で丸線材を圧延加工し、圧延率が63%の金属線材2を形成した。次に、圧延加工された金属線材2をセラミックス製の芯材(図示しない)に巻き付けて芯材の外周面に管状の部材を形成した。具体的には、まず、金属線材2を芯材の軸に対して一方向に傾斜させ、芯材の周りに一定のピッチで芯材の軸方向の一方向に順次巻き付けて1つの層11を形成した。次に、この1つの層11の外周から金属線材2を芯材の軸に対して逆向きの方向に傾斜させ、芯材の周りに一定のピッチで芯材の軸方向の逆方向に巻き付けてさらに層12を形成した。こうした手順を300回繰り返して行い、金属線材2からなる複数の層を芯材の外周面に形成して管状の部材を芯材の外周面に作製した。   First, a round wire was rolled inside the winder to form a metal wire 2 with a rolling rate of 63%. Next, the rolled metal wire 2 was wound around a ceramic core (not shown) to form a tubular member on the outer peripheral surface of the core. Specifically, first, the metal wire 2 is inclined in one direction with respect to the axis of the core material, and the layer 11 is wound around the core material in one direction in the axial direction of the core material at a constant pitch. Formed. Next, the metal wire 2 is inclined from the outer periphery of the one layer 11 in a direction opposite to the axis of the core material, and wound around the core material in a direction opposite to the axial direction of the core material at a constant pitch. Further, a layer 12 was formed. Such a procedure was repeated 300 times, and a plurality of layers made of the metal wire 2 were formed on the outer peripheral surface of the core material to produce a tubular member on the outer peripheral surface of the core material.

次いで、熱処理を行った。熱処理は、管状の部材を芯材ごと真空炉に入れて、温度を1180℃にして180分行った。こうした熱処理を行うことによって、金属線材2同士を焼結した。その後、管状の部材の外径が所定の寸法に形成されるように、芯材の外周面に巻かれた管状の部材をスウェージングした。スウェージングを行った後、管状の部材を芯材ごと真空炉に入れてもう一度熱処理を行った。熱処理は、温度を1180℃にして180分行った。2回目の熱処理後、芯材を取り外して、図2(A)に示すような長さ30mmの多孔体巻線部1を得た。   Next, heat treatment was performed. The heat treatment was performed for 180 minutes by placing the tubular member together with the core material in a vacuum furnace at a temperature of 1180 ° C. By performing such heat treatment, the metal wires 2 were sintered together. Thereafter, the tubular member wound around the outer peripheral surface of the core member was swaged so that the outer diameter of the tubular member was formed to a predetermined dimension. After performing the swaging, the tubular member was placed in the vacuum furnace together with the core material, and heat-treated again. The heat treatment was performed at a temperature of 1180 ° C. for 180 minutes. After the second heat treatment, the core material was removed to obtain a porous body winding portion 1 having a length of 30 mm as shown in FIG.

形状変形部材4としては、直径0.5mmのニッケルチタンの形状記憶合金線を用いた。この形状記憶合金線を長さ40mmに切断し、多孔体巻線部1の中に差し込んで、エポキシ系接着剤にて多孔体巻線部1の内面に接合した。なお、この形状記憶合金線は、75℃の加熱によって形状記憶効果を発現し、図2(B)に示すように、延びていた多孔体巻線部1を90°曲げるように作用した。その後、温度を75℃から20℃に下げることにより、もとの直線形態の多孔体巻線部1に戻った。   As the shape deforming member 4, a nickel titanium shape memory alloy wire having a diameter of 0.5 mm was used. This shape memory alloy wire was cut to a length of 40 mm, inserted into the porous body winding portion 1, and joined to the inner surface of the porous body winding portion 1 with an epoxy adhesive. The shape memory alloy wire exhibited a shape memory effect by heating at 75 ° C., and acted to bend the extended porous body winding portion 1 by 90 ° as shown in FIG. Thereafter, the temperature was lowered from 75 ° C. to 20 ° C. to return to the porous body winding portion 1 having the original linear form.

[実施例2]
材質がJIS規格のSUS304(密度は7.93g/cmである。)、線径が0.08mmの丸線材を圧延加工して圧延率40%に形成された金属線材2を用いて多孔体巻線部1を作製した。作製した多孔体巻線部1は、内径が1.6mm、外径が2.3mm、全長が34.6mm、重量が0.2gである。また、多孔体巻線部1は、嵩密度が3.02g/cm、空隙率が62.2%である。また、金属線材2の巻き角度は、45.9°である。この多孔体巻線部1は、実施例1で作製した多孔体巻線部1と同様の工程を経て作製した。この多孔体巻線部1に対しても、実施例1と同じ形状変形部材4を用い、同様にして多孔体巻線部1を変形させることができた。
[Example 2]
Porous material using JIS 304 (density is 7.93 g / cm 3 ), metal wire 2 formed by rolling a round wire having a wire diameter of 0.08 mm to a rolling rate of 40%. The winding part 1 was produced. The produced porous body winding part 1 has an inner diameter of 1.6 mm, an outer diameter of 2.3 mm, a total length of 34.6 mm, and a weight of 0.2 g. The porous body winding portion 1 has a bulk density of 3.02 g / cm 3 and a porosity of 62.2%. Further, the winding angle of the metal wire 2 is 45.9 °. The porous body winding part 1 was produced through the same steps as the porous body winding part 1 produced in Example 1. The porous body winding portion 1 was also deformed in the same manner using the same shape deforming member 4 as in Example 1 for the porous body winding portion 1.

[実施例3]
材質がJIS規格のSUS316L(密度は7.98g/cmである。)、線径が0.070mmの丸線材を圧延加工して圧延率40%に形成された金属線材2を用いて多孔体巻線部1を作製した。作製した多孔体巻線部1は、内径が1.6mm、外径が2.3mm、全長が35.1mm、重量が0.24gである。また、多孔体巻線部1は、嵩密度が3.58g/cm、空隙率が55.1%である。また、金属線材2の巻き角度は、47.5°である。この多孔体巻線部1も、実施例1で作製した多孔体巻線部1と同様の工程を経て作製した。
[Example 3]
SUS316L (density is 7.98 g / cm 3 ) of JIS standard, a porous body using a metal wire 2 formed by rolling a round wire having a wire diameter of 0.070 mm to a rolling rate of 40% The winding part 1 was produced. The produced porous body winding part 1 has an inner diameter of 1.6 mm, an outer diameter of 2.3 mm, a total length of 35.1 mm, and a weight of 0.24 g. The porous body winding portion 1 has a bulk density of 3.58 g / cm 3 and a porosity of 55.1%. The winding angle of the metal wire 2 is 47.5 °. This porous body winding part 1 was also manufactured through the same steps as the porous body winding part 1 manufactured in Example 1.

形状変形部材4としては、直径0.5mmのニッケルチタンの形状記憶合金線を用いた。この形状記憶合金線に対して、らせん状に巻き回した形態で、高温時と低温時に異なる全長となる二方向形状記憶処理を施した。なお、実施例3の場合は、低温(20℃)時の形状は内径6mm、ピッチ1mm、全長30mmであったが、高温(75℃)時には、全長が45mmに延び、その全長の伸び量に応じて内径は低温時よりも減少し、ピッチは低温時よりも増加した。このように、二方向形状記憶処理を施した形状記憶合金線を、室温(20℃)にて、多孔体巻線部1の外面にエポキシ系接着剤にて接合した。なお、この形状記憶合金線は、75℃の加熱によって高温時の形状を発現し、多孔体巻線部1をその長手方向に伸ばすように作用した。その後、温度を75℃から20℃に下げることにより、元の位置にまで縮み、当初の大きさと形状の多孔体巻線部1に戻った。   As the shape deforming member 4, a nickel titanium shape memory alloy wire having a diameter of 0.5 mm was used. This shape memory alloy wire was subjected to a two-way shape memory treatment in a spirally wound form with different lengths at high and low temperatures. In the case of Example 3, the shape at the low temperature (20 ° C.) was 6 mm in inner diameter, 1 mm in pitch, and 30 mm in total length. However, at high temperature (75 ° C.), the total length extended to 45 mm, Correspondingly, the inner diameter decreased compared to that at low temperature, and the pitch increased compared to that at low temperature. Thus, the shape memory alloy wire which performed the two-way shape memory process was joined to the outer surface of the porous body winding part 1 with an epoxy-based adhesive at room temperature (20 ° C.). In addition, this shape memory alloy wire expressed the shape at the time of high temperature by heating at 75 ° C., and acted to extend the porous body winding portion 1 in the longitudinal direction. Then, by reducing the temperature from 75 ° C. to 20 ° C., the temperature was reduced to the original position and returned to the porous winding portion 1 having the original size and shape.

[実施例4]
材質がJIS規格のSUS316L(密度は7.98g/cmである。)、線径が0.06mmの丸線材を圧延加工して圧延率40%に形成された金属線材2を用いて多孔体巻線部1を作製した。作製した多孔体巻線部1は、内径が1.6mm、外径が2.3mm、全長が35.1mm、重量が0.23gである。また、多孔体巻線部1は、嵩密度が3.35g/cm、空隙率が58.0%である。また、金属線材2の巻き角度は、46.8°である。この多孔体巻線部1も、実施例1で作製した多孔体巻線部1と同様の工程を経て作製した。この多孔体巻線部1に対しては、実施例3と同じ形状変形部材4を用い、同様にして多孔体巻線部1を変形させることができた。
[Example 4]
SUS316L (density is 7.98 g / cm 3 ) of JIS standard, a porous body using a metal wire 2 formed by rolling a round wire having a wire diameter of 0.06 mm to a rolling rate of 40% The winding part 1 was produced. The produced porous body winding part 1 has an inner diameter of 1.6 mm, an outer diameter of 2.3 mm, a total length of 35.1 mm, and a weight of 0.23 g. The porous body winding portion 1 has a bulk density of 3.35 g / cm 3 and a porosity of 58.0%. The winding angle of the metal wire 2 is 46.8 °. This porous body winding part 1 was also manufactured through the same steps as the porous body winding part 1 manufactured in Example 1. For this porous body winding portion 1, the same shape deforming member 4 as in Example 3 was used, and the porous body winding portion 1 could be deformed in the same manner.

なお、実施例1〜4の「嵩密度」は、上述した単位体積の質量=製品重量/製品体積によって表すことができる、製品の重量を製品の体積で除した単位体積あたりの質量のことであり、「空隙率」は、上述した[(材料比重−製品密度)/材料比重]×100によって表すことができる製品の全容積に対する隙間の容積の割合のことであり、「圧延率」は、上記の(1)式によって求められた数値をそれぞれ意味する。   The “bulk density” in Examples 1 to 4 can be expressed by the above-mentioned unit volume mass = product weight / product volume, which is the mass per unit volume divided by the product volume. Yes, the “porosity” is the ratio of the volume of the gap to the total volume of the product that can be expressed by the above-mentioned [(material specific gravity−product density) / material specific gravity] × 100. It means the numerical value obtained by the above equation (1).

[変形評価]
実施例1〜4で作製した多孔体巻線部1は、キンクを起こさないで人の手で自在に変形させることができる多孔体巻線部1であった。多孔体巻線部1と形状変形部材4とを組み合わせて金属製多孔体10を構成することにより、温度を外場として印加することにより、形状変形部材4は変形し、その変形によって多孔体巻線部1を変形させることができた。
[Deformation evaluation]
The porous body winding part 1 produced in Examples 1 to 4 was a porous body winding part 1 that could be freely deformed by human hands without causing kinking. By forming the metallic porous body 10 by combining the porous body winding portion 1 and the shape deforming member 4, the shape deforming member 4 is deformed by applying temperature as an external field, and the porous body winding is deformed by the deformation. The line portion 1 could be deformed.

[目開き量の評価]
目開き量の評価として、バブルポイント測定装置100を用いてバブルポイント測定を行い、その結果から評価した。バブルポイント測定は、ASTM−E−128−61に準拠する方法であり、図6に示すように、水槽101に20℃のイソプロピルアルコール102を満たし、その中に金属製多孔体10を液面から110mmの位置まで沈めた。測定は、実施例1と実施例3の金属製多孔体10で行った。両端を封止材104,105で封止するとともに、片方の封止材104にパイプ103を通した。そのパイプに空気を送って内圧を徐々に上げていくと、多孔体巻線部1の最も大きい孔から気泡が発生するイニシャルポイントが得られ、さらに内圧を高めていくと、空気の流量が変化するバーストポイントと呼ばれる変曲点が得られる。この点が、フィルターの平均孔径として評価できる。結果を表1に示した。表1の結果より、変形前後での孔径が変化しているのを確認した。
[Evaluation of opening amount]
As an evaluation of the amount of opening, bubble point measurement was performed using the bubble point measuring apparatus 100, and evaluation was performed based on the result. The bubble point measurement is a method in accordance with ASTM-E-128-61. As shown in FIG. 6, the water tank 101 is filled with isopropyl alcohol 102 at 20 ° C., and the metal porous body 10 is filled with the metal from the liquid surface. It was submerged to a position of 110 mm. The measurement was performed with the metal porous body 10 of Example 1 and Example 3. Both ends were sealed with sealing materials 104 and 105, and the pipe 103 was passed through one sealing material 104. When air is sent to the pipe and the internal pressure is gradually increased, the initial point at which bubbles are generated from the largest hole of the porous body winding part 1 is obtained, and when the internal pressure is further increased, the air flow rate changes. An inflection point called a burst point is obtained. This point can be evaluated as the average pore diameter of the filter. The results are shown in Table 1. From the results in Table 1, it was confirmed that the hole diameter before and after deformation was changed.

1 多孔体巻線部
2 金属線材
4 形状変形部材
5 接合部
10,10A〜10D 金属製多孔体
11 線を一方向に傾斜させて中心軸の周りに巻いて形成された層
12 線を逆方向に傾斜させて中心軸の周りに巻いて形成された層
θ 角度
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Porous body winding part 2 Metal wire material 4 Shape deformation member 5 Joint part 10, 10A-10D Metal porous body 11 Layer 12 formed by inclining wire in one direction and winding around the central axis 12 Wire in reverse direction Layer formed by winding around the central axis and tilting

Claims (2)

重ね巻きされた金属線材同士が接合されてなるチューブ状の多孔体巻線部と、温度又は磁場を変化させることによって形状が変形する形状変形部材とを有し、前記形状変形部材が、チューブ状の前記多孔体巻線部の中に設けられ又は接合されている、又は、チューブ状の多孔体巻線部の外に沿わせて接合されている、ことを特徴とする金属製多孔体。 It has a tube-shaped porous body winding portion formed by joining metal wires that are wound in layers, and a shape deforming member whose shape is deformed by changing a temperature or a magnetic field, and the shape deforming member is in a tube shape A metal porous body, characterized in that the metal porous body is provided in or bonded to the porous body winding portion, or is joined along the outside of the tubular porous body winding portion . 前記形状変形部材が、形状記憶合金又は磁歪材料である、請求項1に記載の金属製多孔体。
The metal porous body according to claim 1, wherein the shape deforming member is a shape memory alloy or a magnetostrictive material.
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