(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
丸編機の選針機構部のアクチュエーターの作用部に接続され、編針に当接して該編針の移動経路を制御する丸編機用アクチュエーターフィンガーであって、
前記アクチュエーターと係合するアクチュエーター係合部を持ち硬度Ｈｍｖが８０〜２５０である第１の部分と、前記編針と当接する編針当接部を持ち硬度Ｈｍｖが６００以上である第２の部分とを有しており、前記第１の部分は炭素含有率０．２％以下の第１の金属材料の燒結体からなり、前記第２の部分は前記第１の金属材料より融点が低く炭素含有率０．５％以上の第２の金属材料の燒結体からなる、ことを特徴とする、丸編機用アクチュエーターフィンガー。
【請求項２】
ピンを受け入れるための貫通孔を有しており、該貫通孔は前記編針当接部と前記アクチュエーター係合部との間において前記アクチュエーター係合部の方に近く位置していることを特徴とする、請求項１に記載の丸編機用アクチュエーターフィンガー。
【請求項３】
前記貫通孔は前記第２の部分に設けられており、前記第２の部分の貫通孔と前記第１の部分のアクチュエーター係合部との間に前記第１の部分と前記第２の部分との接合部が介在していることを特徴とする、請求項２に記載の丸編機用アクチュエーターフィンガー。
【請求項４】
前記アクチュエーター係合部は前記アクチュエーターの作用部を挟み込むような形態とされていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の丸編機用アクチュエーターフィンガー。
【請求項５】
前記第１の金属材料はステンレス鋼またはＦｅ−２〜８％Ｎｉであり、前記第２の金属材料は合金工具鋼、炭素工具鋼または高速度鋼であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の丸編機用アクチュエーターフィンガー。
【請求項６】
前記丸編機用アクチュエーターフィンガーは、前記第１の金属材料の粉末とバインダーとを含む第１の成形材料及び前記第２の金属材料の粉末と前記第１の成形材料より少ない含有率のバインダーとを含む第２の成形材料を２色成形して得られるグリーン成形体を加熱処理することで、該グリーン成形体からバインダーを除去し前記第１及び第２の金属材料の粉末を焼結させて得られたものである、ことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の丸編機用アクチュエーターフィンガー。
【請求項７】
請求項１〜５のいずれかに記載の丸編機用アクチュエーターフィンガーを製造する方法であって、
前記第１の金属材料の粉末とバインダーとを含む第１の成形材料及び前記第２の金属材料の粉末と前記第１の成形材料より少ない含有率のバインダーとを含む第２の成形材料を２色成形して、前記第２の部分に対応する成形体第２部分と前記第１の部分に対応する成形体第１部分とからなるグリーン成形体を得、
該グリーン成形体を加熱処理することで、該グリーン成形体からバインダーを除去し前記第１及び第２の金属材料の粉末を焼結させる、
ことを特徴とする、丸編機用アクチュエーターフィンガーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、編組機械の技術分野に属するものであり、特に丸編機用のアクチュエーターフィンガーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
丸編機では、選針機構部において適宜アクチュエーターフィンガーを編針に当接させて該編針の移動経路を制御することにより、得られる編物に所望の柄を形成しつつ編組を行うことができる。このような編針の移動経路の制御は、多数のアクチュエーターフィンガーのそれぞれをアクチュエーターの作用部と係合させ、該アクチュエーターを電子計算機により所望の様式で制御することで、行われている。
【０００３】
アクチュエーターフィンガーは、電子計算機の制御による電気信号を受けて動作する圧電素子を用いたアクチュエーターの先端（作用部）に適合し該作用部から駆動力を受ける第１の部分と、該第１の部分に対して固定されていて、編針と適宜接触してその走行移動経路を制御する第２の部分とを有する。
【０００４】
このようなアクチュエーターフィンガーを製造する方法として、金属粉末を熱可塑性プラスチックを含むバインダーと混合して得た成形用素材を射出成形機で成形し、成形用型に対応した所望の形状のグリーン成形体を作製し、次いでこのグリーン成形体を加熱処理することでバインダープラスチックを燃焼または昇華させ、グリーン成形体中の金属粉末どうしを燒結させる金属射出成形法（ＭＩＭ法）を使用することができる。これによれば、グリーン成形体に対する寸法の収縮はあるものの、グリーン成形体とほぼ相似形の金属燒結体からなる製品（アクチュエーターフィンガー）を得ることができる。この方法は、バルクの金属材料を切削などにより機械加工して所望の形状を得る方法と比較して、短時間で大量の製品を製造することができるという利点がある。
【０００５】
ところで、アクチュエーターと係合する第１の部分のアクチュエーター係合部は、アクチュエーターの作用部の微小な変位に的確に追従する必要があることから、極めて高い寸法精度が要求されるが、それほど高い硬度は要求されない。一方、編針と当接する第２の部分の頭部（編針当接部）は、頻繁な編針の擦過（接触）に対して摩耗をできるだけ少なくして長寿命化を図るために、高い硬度が要求される。
【０００６】
このように、硬度その他の特性に対する要求の異なる複数の部分を持つアクチュエーターフィンガーを金属燒結体で形成するに際して、各部分に対し要求される全ての特性を満たす金属材料があれば、それを全ての部分に用いる（即ち、アクチュエーターフィンガー全体を同一の材料で構成する）のが好ましい。しかしながら、現実には、そのようなことは困難である。
【０００７】
即ち、このアクチュエーターフィンガーの第２の部分の頭部に要求される高い硬度は、燒結体を浸炭焼入れすることで実現することができる。しかし、そのような材料を用いてアクチュエーターフィンガー全体を構成し且つ浸炭焼入れを行って製品全体を高硬度にした場合には、浸炭焼入れにおいて第１の部分に変形が発生したような場合、その矯正が極めて困難になるという不利を生ずる。
【０００８】
更に、この浸炭焼入れ工程の追加は、製造工程を複雑化し工数アップによるコストアップをもたらすという不利を生ずる。
【０００９】
そこで、本発明は、焼入れ工程を要せずして得ることができ且つ高い硬度の第２の部分と高い寸法精度の実現が容易な低い硬度の第１の部分とを備えたアクチュエーターフィンガーを提供することを目的とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、上記目的を達成するものとして、
丸編機の選針機構部のアクチュエーターの作用部に接続され、編針に当接して該編針の移動経路を制御する丸編機用アクチュエーターフィンガーであって、
前記アクチュエーターと係合するアクチュエーター係合部を持つ第１の部分と、前記編針と当接する編針当接部を持つ第２の部分とを有しており、前記第１の部分は第１の金属材料の燒結体からなり、前記第２の部分は前記第１の金属材料とは異なる第２の金属材料の燒結体からなり、前記第２の部分は前記第１の部分より高い硬度を有している、
ことを特徴とする、丸編機用アクチュエーターフィンガー、
が提供される。
【００１１】
本発明の一態様においては、ピンを受け入れるための貫通孔を有しており、該貫通孔は前記編針当接部と前記アクチュエーター係合部との間において前記アクチュエーター係合部の方に近く位置している。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記貫通孔は前記第２の部分に設けられており、前記第２の部分の貫通孔と前記第１の部分のアクチュエーター係合部との間に前記第１の部分と前記第２の部分との接合部が介在している。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記アクチュエーター係合部は前記アクチュエーターの作用部を挟み込むような形態とされている。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記第１の部分は硬度Ｈｍｖが８０〜２５０であり、前記第２の部分は硬度Ｈｍｖが６００以上である。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記第１の金属材料は炭素含有率０．２％以下であり、前記第２の金属材料は炭素含有率０．５％以上である。
【００１６】
本発明の一態様においては、前記第１の材料はステンレス鋼またはＦｅ−２〜８％Ｎｉであり、前記第２の材料は合金工具鋼、炭素工具鋼または高速度鋼である。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１８】
図１は本発明による丸編機用アクチュエーターフィンガーの一実施形態を示す側面図であり、図２はそのＸ−Ｘ’断面図である。
【００１９】
図１〜図２において、符号２は第１の部分を示し、符号４は第２の部分を示す。図１及び図２に示されているように、第１の部分２は、下方に向けて開放され且つＸ−Ｘ’方向（上下方向）と直交する方向に沿って延びている断面Ｕ字形状の溝（溝幅は例えば２．０ｍｍ）２２を有しており、該溝２２を形成するように１対の足部２４が形成されている。第２の部分４は、溝２２と平行に延びているほぼ角形の貫通孔（最小内径は例えば１．７ｍｍ）４２が形成された基部４４と、首部４６と、該首部に支持された頭部４８とからなる。符号６は、第１の部分２と第２の部分４との接合面を示す。
【００２０】
第１の部分２は硬度Ｈｍｖが６００以上の第１の金属材料の燒結体からなり、第２の部分４は硬度Ｈｍｖが８０〜２５０の第２の金属材料の燒結体からなる。第１の金属材料は例えば炭素含有率０．２％以下のステンレス鋼（ＳＵＳ３１６Ｌ，ＳＵＳ３０４Ｌなど）またはＦｅ−２〜８％Ｎｉであり、第２の金属材料は例えば炭素含有率０．５％以上の合金工具鋼（ＳＫＤ１１など）、炭素工具鋼（ＳＫ３など）または高速度鋼（ＳＫＨ３など）である。
【００２１】
図３は、本実施形態のアクチュエーターフィンガーの使用状態を示す断面図である。貫通孔４２内には回動中心支持軸として機能する断面円形のピン１０が貫通している。該ピン１０は、丸編機の選針機構部に配置されており、貫通孔４２の最小内径と微小なクリアランスをもって適合している。従って、アクチュエーターフィンガーはピン１０を中心として、その周りにて回動可能である。一方、溝２２内には圧電素子アクチュエーター１２の上端（作用部）が微小なクリアランスをもって下から挿入されている。該アクチュエーター１２は、下端が丸編機の選針機構部に固定されており、電子計算機の制御により、他の多数のアクチュエーターフィンガーに関するものと関連付けられて、所要の電気信号を受け動作する。これにより、アクチュエーター１２の上端は、矢印で示すように図３中で左右方向に変位することができる。これに伴い、アクチュエーター作用部を挟み込むようにして適合している足部２４が駆動力を受け、アクチュエーターフィンガーはピン１０の周りで回動し、頭部４８が矢印で示すように図３中で左右方向に変位することができる。この頭部４８の変位は、ピン４２からの距離が該ピンからアクチュエーター作用部までの距離に比べて大きいので、アクチュエーター作用部の変位を拡大したものに相当することになる。頭部４８の変位の最大値は例えば片側０．５ｍｍで両側で１ｍｍ程度である。
【００２２】
不図示の丸編機の編針は、その移動中において、頭部４８と接触することができ、該頭部の上記変位の大きさに応じて、接触離脱後の移動経路が制御される。上記足部２４がアクチュエーター係合部を構成しており、上記頭部４８が編針当接部を構成している。
【００２３】
以上のようなアクチュエーターフィンガーは、金属射出成形法を用いて、次のようにして製造される。
【００２４】
先ず、第１の部分２のための第１の金属材料を含む第１の成形材料を得る。この第１の成形材料は、例えばＳＵＳ３１６Ｌの粉末を、バインダーとしてのポリエチレン、パラフィンワックス及びステアリン酸と混合したものである。バインダー添加量は例えば４５容量％である。
【００２５】
これとは別に、第２の部分４のための第２の金属材料を含む第２の成形材料を得る。この第２の成形材料は、例えばＳＫＤ１１の粉末を、バインダーとしてのポリエチレン、パラフィンワックス及びステアリン酸と混合したものである。バインダー添加量は例えば４３容量％である。
【００２６】
これら第１の成形材料及び第２の成形材料を２色成形機にかけ、先ず第２の部分４に対応する成形体第２部分のためのキャビティに第２の成形材料を射出成形することで成形体第２部分を形成する。次いで、型装置の可動型部材を移動させることで第１の部分２に対応する成形体第１部分のためのキャビティを形成し、ここに第１の成形材料を射出成形することで成形体第１部分を形成する。これにより、成形体第１部分と成形体第２部分とからなるグリーン成形体が得られる。以上の工程は、２色成形機において型装置を第２の成形材料の射出口に対応する位置から第１の成形材料の射出口に対応する位置へと移動させる工程を伴って、連続的に行われる。
【００２７】
以上のようにして得られたグリーン成形体を加熱処理することで、該グリーン成形体からバインダーを除去し金属粉末を燒結させて、図１〜２に示すようなアクチュエーターフィンガーを得る。この加熱処理は、減圧加熱炉内で、例えば図４に示されるような温度曲線に従って行うことができる。
【００２８】
即ち、先ず、時刻０からＴ1 まで３０分かけて室温から１００℃まで昇温させ、この温度を時刻Ｔ1 からＴ2 まで４時間維持する。尚、この間に、パラフィンワックスが成形体から飛散し、その系外への除去を促進するために、加熱炉内を１０-5Ｔｏｒｒ程度に減圧する。
【００２９】
次に、時刻Ｔ2 からＴ3 まで０．５℃／ｍｉｎの温度勾配で４００℃まで昇温させ、この温度を時刻Ｔ3 からＴ4 まで１時間維持する。
【００３０】
次に、時刻Ｔ4 からＴ5 まで１℃／ｍｉｎの温度勾配で５００℃まで昇温させ、この温度を時刻Ｔ5 からＴ6 まで２時間維持する。
【００３１】
以上により、バインダーが燃焼する。
【００３２】
次に、時刻Ｔ6 からＴ7 まで１０℃／ｍｉｎの温度勾配で１１００℃まで昇温させ、この温度を時刻Ｔ7 からＴ8 まで１時間維持する。
【００３３】
次に、時刻Ｔ8 からＴ9 まで１０℃／ｍｉｎの温度勾配で１２３０℃まで昇温させ、この温度を時刻Ｔ9 からＴ10まで４時間維持する。
【００３４】
これにより、金属粉末どうしが燒結される。
【００３５】
次に、加熱炉内で、時刻Ｔ10からＴ11まで４時間かけて室温へと急冷する。
【００３６】
尚、時刻Ｔ2 からＴ11まで、加熱炉内を窒素ガス導入により１０Ｔｏｒｒ程度の減圧下にしておく。
【００３７】
以上のような工程によれば、融点が約１４００℃と比較的高い第１の金属材料を含む第１の成形材料ではバインダーの含有率を４５容量％と比較的多くし、融点が約１２４０℃と比較的低い第２の金属材料を含む第２の成形材料ではバインダーの含有率を４３容量％と比較的少なくすることで、ピーク温度１２３０℃での燒結熱処理で成形体第１部分の収縮率と成形体第２部分の収縮率とが同等となり、第１の部分２と第２の部分４との接合面６の近傍での残留応力を十分に低減することができる。
【００３８】
また、加熱処理において、時刻Ｔ6 からＴ7 まで、急速に加熱することで、燒結の際の熱の不均一分布の発生を極力抑制して均等な収縮を実現し（収縮率約１８％）、異常変形を防止することができる。
【００３９】
このような変形防止の効果は、バインダー除去のための第１段階（即ち、時刻０から時刻Ｔ6 まで）の終了後に、金属材料粉末の燒結のための第２段階（即ち、時刻Ｔ6 から時刻Ｔ11まで）において８℃／分以上の速度で昇温することで得られる。
【００４０】
この効果は、特に温度８００〜１０５０℃を含む範囲（図４においては時刻Ｔ6 から時刻Ｔ7 までの範囲）においてなされることで、有効である。これは、この温度範囲内で成形体の収縮が最も激しく行われるので、この範囲内で急速加熱を行って燒結の際の熱の不均一分布の発生を極力抑制することが、成形体の均等な収縮を実現し異常変形を防止する上で極めて効果的であるからである。
【００４１】
なお、第１段階は５５０℃以下の温度までの範囲で行われるのが好ましく、この第１段階での昇温速度は３℃／分以下であるのが脱バインダーを良好に行うためには好ましい。
【００４２】
以上のようにして得られたアクチュエーターフィンガーは、第２の部分４の硬度がＨｍｖ７２０〜８３０であるので、浸炭焼入れすることなしに使用することが可能である（第２の部分４を構成する第２の金属材料は炭素含有率０．５％以上であるので、第２の部分４は炉内冷却の過程での焼入れ効果により硬度が十分に向上する）。また、浸炭焼入れする必要がないことから、浸炭焼入れ作業に起因する変形のおそれは全くなく第１の部分２の寸法精度も良好である。更に、加熱処理を減圧下及び窒素雰囲気下で行ったことで、第１の部分２は炭素や酸素の含有率が低く硬度がＨｍｖ１１０〜１４０であるので、必要に応じて更に寸法精度向上のための矯正（例えば溝２２の幅の矯正）を行う場合でも、押圧や切削などによる矯正作業は容易である（第１の部分２を構成する第１の金属材料は炭素含有率０．２％以下であるので、第１の部分２は炉内冷却の過程での焼入れ効果による硬度向上は少ない）。尚、押圧変形による矯正を行うためにはＨｍｖ１５０以下が好ましく、切削による矯正を行うためにはＨｍｖ２５０以下が好ましい。
【００４３】
以上の実施形態では、ピン１０を受け入れるための貫通孔４２が第２の部分４において第１の部分との接合部の近くに設けられており、第１の部分と第２の部分との接合面６の面積を大きくとることができ有利である。但し、本発明では、第１の部分と第２の部分との接合面を図２に符号８で示されるように配置し貫通孔４２を第１の部分に設けるようにした実施形態も可能である。
【００４４】
【発明の効果】
以上の様に、本発明によれば、焼入れ工程なしで、高い硬度の第２の部分と高い寸法精度の実現が容易な低硬度の第１の部分とを備えたアクチュエーターフィンガーが提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による丸編機用アクチュエーターフィンガーの一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１のＸ−Ｘ’断面図である。
【図３】本発明による丸編機用アクチュエーターフィンガーの一実施形態の使用状態を示す断面図である。
【図４】本発明による丸編機用アクチュエーターフィンガーの一実施形態の製造の際の加熱処理の温度曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
２    第１の部分
４    第２の部分
６，８    接合面
２２    溝
２４    足部（アクチュエーター係合部）
４２    貫通孔
４４    基部
４６    首部
４８    頭部（編針当接部）
【図１】
0004108190.tif 000002
【図２】
0004108190.tif 000003
【図３】
0004108190.tif 000004
【図４】
0004108190.tif 000005