技術 焼結部品を積層した積層体を固定する固定装置。

0001

本発明は、焼結部品を積層した積層体を固定する固定装置に関する。

0002

複数の焼結部品、または、焼結部品と他の部品（例えば、金属部品等）を積層して互いに接合させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、焼結部品と金属部品を積層してロー付け接合する技術が開示されている。特許文献１の技術では、焼結部品と金属部品を接合面にロー材を介在させた状態で積層する。積層時には、その積層体の側面を位置決め用の軸体に当接させることによって、各層（焼結部品と金属部品）の水平方向の位置を決める。その後、積層体を加熱することで、焼結部品と金属部品を接合させる。

0003

特開平５−２９４７４５号公報

0004

焼結部品には、その表面の稜線部分にバリが生じ易い。したがって、特許文献１の技術のように、積層体の側面を軸体に当接させると、焼結部品のバリが軸体に接触して欠ける。バリが欠けると、焼結部品自体に欠けが生じたり、欠落したバリが他の箇所に付着したりする。このため、接合後の積層体の品質が安定しないという問題があった。

0005

本発明は、上述した実情に鑑みて創作されたものであり、焼結部品のバリの欠けを防止しながら、積層体を適切に位置決めした状態で固定することができる固定装置を提供することを目的とする。

0006

本発明の固定装置は、焼結部品を含む複数の部品を積層した積層体を固定する。この固定装置は、積層体の積層表面に対して進退可能であり、積層表面に当接するガイド部材と、積層体を積層方向に加圧する加圧手段を有している。ガイド部材は、各焼結部品の稜線に接触しない範囲で積層表面に当接する。
なお、本明細書において、「積層表面」とは、積層体の各層（すなわち、焼結部品の層、または、他の部品の層）の境界線が現れている積層体の表面を意味する。
この固定装置を用いるときには、焼結部品を含む各部品を積層させた後に、ガイド部材を積層体の積層表面に向かって移動させてその積層表面に当接させる。これによって、各部品の積層方向に交差する方向の位置を決める。このとき、ガイド部材が焼結部品の稜線に接触しないように構成されているので、焼結部品のバリがガイド部材に接触することはない。ガイド部材を当接させたら、加圧手段により積層体を積層方向に加圧する。これによって、積層体を固定する。このように、この固定装置によれば、焼結部品のバリを欠落させることなく、積層体の各部品を位置決めした状態で積層体を固定することができる。

0007

上述した固定装置は、ガイド部材の積層表面に対向する面に、各焼結部品の稜線に沿って伸びる溝が形成されていることが好ましい。
このようにガイド部材に溝を形成することで、ガイド部材が焼結部品の稜線に接触することを防止することができる。

0008

また、固定装置は、ガイド部材が、積層体の稜線を挟んで２つの積層表面に当接するように構成してもよい。この場合、ガイド部材の積層表面に対向する面に、積層体の稜線に対向する溝と、積層体の積層線に対向する溝が形成されていることが好ましい。
なお、「積層線」とは、積層体の表面に現れている各層の境界線を意味する。
積層体の稜線と積層線は、何れも、各部品の稜線によって構成されている。したがって、ガイド部材にこれらの線に対向する溝を形成することで、ガイド部材が焼結部品の稜線に接触することを防止できる。

0009

積層体の各層を接合させる際には、固定装置により固定した積層体を加熱する。したがって、積層体は熱膨張する。
したがって、上述した固定装置は、ガイド部材が、積層方向に移動可能であることが好ましい。
このような構成によれば、積層体が熱膨張したときに、ガイド部材が積層方向に移動することができる。したがって、ガイド部材から積層体に高い応力が加わることを防止できる。

0010

本発明の固定装置によれば、焼結部品のバリを欠落させることなく、各層を適切に位置決めした状態で積層体を固定することができる。

0011

下記に詳細に説明する実施例の構成を最初に列記する。
（特徴１）固定装置は、複数のガイド部材を有している。各ガイド部材は、互いに異なる方向から積層体に当接する。
（特徴２）固定装置は、複数の積層体を固定することができる。

0012

（実施例）
実施例の固定装置について説明する。図１は、実施例の固定装置によって固定される積層体７０を示している。積層体７０は、Ｕ字状の焼結部品７２と、焼結部品７２の各端面（Ｕ字形状の各柱部の端面）の上に積層させたセラミック部品７３、７４と、各セラミック部品７３、７４上に積層させた焼結部品７５、７６によって構成されている。実施例の固定装置は、焼結部品７２、セラミック部品７３、７４、及び、焼結部品７５、７６を互いに接着する際に、これらの各部品を固定する。これによって、位置ずれを生じさせることなく、これらの各部品を接着させる。
図１においては、積層体７０の積層方向は上下方向である。積層体７０の表面には、積層線（隣接する各部品の境界線）が現れている。以下では、積層線が現れている積層体７０の表面を、積層表面という。
図示していないが、各焼結部品７２、７５、７６の稜線にはバリが形成されている。図１の例では、積層体７０の稜線と積層線が、各焼結部品７２、７５、７６の稜線である。したがって、積層体７０の稜線と積層線にバリが生じている。

0013

図２は、実施例の固定装置１０の縦断面図を示している。また、図３は、図２のＩＩ−ＩＩ線断面図を示している。なお、図２、３では、２つの積層体７０（以下では、積層体７０ａ、７０ｂという）を固定している状態の固定装置１０を示している。図２、３に示すように、固定装置１０は、４本のシャフト６０、下側筐体２０、中間プレート３０、上側筐体４０及び最上部プレート５０を備えている。

0014

下側筐体２０は、４本のシャフト６０の下端に固定されている。下側筐体２０の上面の中央部には凹部２０ａが形成されている。凹部２０ａの底面は、下側プレート２２により構成されている。下側プレート２２上（すなわち、凹部２０ａ内）には、積層体７０ｂが載置される。積層体７０ｂは、Ｕ字状の焼結部品７２の底面が下側プレート２２と当接するように載置される。

0015

中間プレート３０には、４本のシャフト６０に対応する位置に貫通孔が形成されている。これらの各貫通孔には、シャフト６０が挿通されている。したがって、中間プレート３０は、４本のシャフト６０に沿って上下に移動可能である。中間プレート３０は、積層体７０ｂの上に載置される。中間プレート３０上には、積層体７０ａが載置される。積層体７０ａは、焼結部品７５、７６の端面が中間プレート３０と当接するように載置される。

0016

上側筐体４０には、４本のシャフト６０に対応する位置に貫通孔が形成されている。これらの各貫通孔には、シャフト６０が挿通されている。したがって、上側筐体４０は、４本のシャフト６０に沿って上下に移動可能である。上側筐体４０の下面の中央部には凹部４０ａが形成されている。凹部４０ａの底面は、上側プレート４２により構成されている。上側筐体４０は、上側プレート４２が積層体７０ａと当接するように（すなわち、凹部４０ａ内に積層体７０ａの上部が収容されるように）、積層体７０ａ上に載置される。

0017

最上部プレート５０は、４本のシャフト６０の上端近傍に固定されている。最上部プレート５０は、可動シャフト５２とクランプ５４を備えている。可動シャフト５２は、最上部プレート５０の中央部に形成されている貫通孔に挿通されている。可動シャフト５２の上端部は、クランプ５４に接続されている。クランプ５４を操作することによって、可動シャフト５２を最上部プレート５０に対して上下に移動させることができる。クランプ５４を操作して可動シャフト５２を下方に移動させることで、可動シャフト５２の下端を上側筐体４０に当接させ、上側筐体４０を下方に押下げることができる。

0018

また、固定装置１０は、積層方向に対して直交する方向（図２、図３のＸ方向及びＹ方向）における積層体７０ａ、７０ｂの各部品の位置決めを行う位置決め機構を備えている。図３に示すように、積層体７０ｂに対する位置決め機構は、４つのガイド２４ａ〜２４ｄと、３つのボールプランジャ２８ａ〜２８ｃにより構成されている。

0019

ボールプランジャ２８ａ〜２８ｃは、下側筐体２０の凹部２０ａの壁面に設置されている。ボールプランジャ２８ａは、積層体７０ｂの側面（より詳細には、焼結部品７２の側面）に当接して、積層体７０ｂを図３のＸ方向に付勢する。ボールプランジャ２８ｂ、２８ｃは、積層体７０ｂの側面（より詳細には、焼結部品７２の側面）に当接して、積層体７０ｂを図３のＹ方向に付勢する。ボールプランジャ２８ａ〜２８ｃによって、凹部２０ａ内での積層体７０ｂの位置が規定される。

0020

ガイド２４ａ〜２４ｄは、下側筐体２０上に設置されている。ガイド２４ａ〜２４ｄの構造は略等しいので、以下ではガイド２４ａについて詳細に説明する。図４は、ガイド２４ａの斜視図である。図４に示すように、ガイド２４ａは、ガイド部材２５と接続部材２６により構成されている。

0021

接続部材２６は、鉛直方向に伸びる鉛直部２６ａと、水平方向に伸びる水平部２６ｃを備えている。鉛直部２６ａには、断面形状が略円形であり、鉛直方向に伸びる係合溝２６ｂが形成されている。係合溝２６ｂには、ガイド部材２５が係合している。これによって、接続部材２６とガイド部材２５が接続されている。水平部２６ｃには、長孔２６ｄが形成されている。図２、３に示すように、ガイド２４ａは、長孔２６ｄでネジ２９により締結されている。ネジ２９を緩めると、ガイド２４ａを積層体７０ａに対して進退動させることが可能となる。

0022

図４に示すように、ガイド部材２５は、断面形状が略円形であり、鉛直方向に伸びる係合部２５ｆを備えている。係合部２５ｆは、接続部材２６の係合溝２６ｂに係合されている。これによって、ガイド部材２５は、矢印９０に示すように、係合部２５ｆを中心に揺動可能とされている。また、ガイド部材２５は、矢印９２に示すように、接続部材２６に対して上下に移動することができる。ガイド部材２５は、鉛直方向に伸びる２つの当接面２５ａ、２５ｂを備えている。当接面２５ａと当接面２５ｂは、互いに直交する面である。当接面２５ａと当接面２５ｂの境界部分には、その境界部分に沿って（すなわち、鉛直方向に沿って）伸びる溝２５ｃが形成されている。また、当接面２５ａには、水平方向に伸びる溝２５ｄが形成されている。当接面２５ｂには、水平方向に伸びる溝２５ｅが形成されている。

0023

固定装置１０によって積層体７０ｂを固定するときには、図３に示すようにガイド２４ａを積層体７０ｂの角部近傍の積層表面に当接させる。すなわち、当接面２５ａを積層体７０ｂの１つの積層表面（図３の上側の側面）に当接させ、当接面２５ｂを積層体７０ｂの他の積層表面（図３の右側の側面）に当接させる。すると、積層体７０ｂの鉛直方向に伸びる稜線とガイド２４ａの溝２５ｃが対向する。したがって、ガイド２４ａは、積層体７０ｂの鉛直方向に伸びる稜線に接触しない。
また、図２に示されているように、当接面２５ｂと積層体７０ｂの積層表面との当接部においては、セラミック部品７４の近傍と溝２５ｅが対向する。したがって、ガイド２４ａは、セラミック部品７４と焼結部材７２の間の積層線、及び、セラミック部品７４と焼結部材７６の間の積層線と接触しない。図示していないが、当接面２５ａ（図４参照）と積層体７０ｂの積層表面との当接部においては、セラミック部品７４の近傍と溝２５ｄが対向する。これによって、この当接部においても、ガイド２４ａが積層体７０ｂの積層線と非接触となる。
このように、ガイド２４ａは、積層体７０ｂの稜線及び積層線（すなわち、各焼結部品の稜線）に接触しない範囲で、積層体７０ｂの積層面に当接可能な形状を備えている。

0024

ガイド２４ｂ〜２４ｄは、ガイド２４ａと同様に構成されている。すなわち、図３に示すように、ガイド２４ｂ〜２４ｄは、ガイド２４ａと同様に積層体７０ｂの角部近傍に当接するように構成されている。ガイド２４ｂ〜２４ｄも、積層体７０ｂの稜線及び積層線に接触することなく、積層体７０ｂの積層面に当接することができる。ガイド２４ａ〜２４ｄが積層体７０ｂの積層面に当接することで、積層体７０ｂの各焼結部品の水平方向の位置決めがなされる。

0025

上側筐体４０は、上述した位置決め機構（すなわち、ガイド２４ａ〜２４ｄ及びボールプランジャ２８ａ〜２８ｃ）と同様の位置決め機構を備えている。上側筐体４０の位置決め機構によって、積層体７０ａの水平方向の位置決めがなされる。

0026

上述した固定装置１０を用いて、積層体７０ａ、７０ｂの各部品を互いに接着させる方法について説明する。
積層体７０ａ、７０ｂを固定装置１０にセットする際には、固定装置１０から、中間プレート３０と、上側筐体４０と、最上部プレート５０を取り外しておく。
最初に、積層体７０ｂを、下側筐体２０上（すなわち、下側筐体２０の凹部２０ａ内）に載置する。このとき、ガイド２４ａ〜２４ｄは、積層体７０ｂに接触しない位置に退避させておく。また、積層体７０ｂは、各部品の接着面に接着剤を塗布した状態で積層させる。
積層体７０ｂを下側筐体２０上に載置したら、積層体７０ａの上に中間プレート３０を載置する。
中間プレート３０を載置したら、中間プレート３０上に、積層体７０ａを載置する。積層体７０ａは、各部品の接着面に接着剤を塗布した状態で積層させる。
積層体７０ａを載置したら、積層体７０ａ上に上側筐体４０を載置する。このとき、積層体７０ａの上部を上側筐体４０の凹部４０ａ内に収容させる。また、上側筐体４０のガイドは、積層体７０ａと接触しない位置に退避させておく。
上側筐体４０を載置したら、上側筐体４０の上方に、最上部プレート５０を固定する（すなわち、シャフト６０に最上部プレート５０を固定する）。
最上部プレート５０を固定したら、下側筐体２０のガイド２４ａ〜２４ｄを積層体７０ｂに当接させ、当接させた状態でネジ２９を締めてガイド２４ａ〜２４ｄを固定する。これによって、積層体７０ｂの各部品の水平方向の位置が規定される。上述したように、ガイド２４ａ〜２４ｄは、積層体７０ｂの稜線及び積層線（すなわち、各焼結部品の稜線）に接触することなく、積層体７０ｂに当接する。したがって、各焼結部品からバリが欠落することが防止される。同様にして、上側筐体４０の４つのガイドも積層体７０ａに当接させて固定する。この場合にも、積層体７０ａのバリが欠落することが防止される。
ガイドを固定したら、クランプ５４を操作して、可動シャフト５２を下方へ押下げる。すると、上側筐体４０が下方に押されて、積層体７０ａ、７０ｂが積層方向（鉛直方向）に加圧される。すなわち、積層体７０ａ、７０ｂが、上側筐体４０と下側筐体２０に挟まれて加圧される。これによって、積層体７０ａ、７０ｂは固定される。
積層体７０ａ、７０ｂを固定したら、固定装置１０ごと積層体７０ａ、７０ｂを加熱して、接着剤を硬化させる。これによって、積層体７０ａ、７０ｂの各部品が互いに接着される。なお、積層体７０ａ、７０ｂは、加熱の際に熱膨張する。一方、積層体７０ａ、７０ｂの積層面に当接するガイド部材２５（図４参照）は、上下に移動可能である。すなわち、ガイド部材２５は、積層体７０ａ、７０ｂの熱膨張に従って上下に移動することができる。これによって、熱膨張時に、積層体７０ａ、７０ｂの積層面にガイド部材２５から応力が加わることが抑制される。

0027

以上に説明したように、本実施例の固定装置１０では、ガイド部材２５が、焼結部品の稜線に接触することなく積層体７０の積層表面に当接する。したがって、各焼結部品のバリを欠落させることなく、積層体７０の各部品の位置決め（積層方向と直交する方向の位置決め）をすることができる。正確に位置決めした状態で積層体７０を固定できるので、高い寸法精度で積層体７０を接着することができる。また、ガイド部材２５に溝２５ｄ、２５ｅが形成されているので、加圧時に積層体７０の積層線からあふれ出る接着剤が、ガイド部材２５に付着することも防止することができる。
また、ガイド部材２５が上下（すなわち、積層方向）に移動可能であるので、加熱時にガイド部材２５から積層体７０に応力が加わることが抑制される。

0028

なお、上述した方法によって積層体７０ａ、７０ｂを接着したら、積層体７０ａ、７０ｂを互いに接着させて、環状の磁気回路部品を製造する。磁気回路部品の製造時にも、固定装置１０が用いられる。図５は、磁気回路部品の製造時における固定装置１０を示している。図５に示すように、この場合には、中間プレート３０とガイドを取り外して、固定装置１０を用いる。積層体７０ｂは、下側筐体２０上に載置する。積層体７０ｂの各柱部は、ボビン８０に固定された２つのコイル８２、８４内に挿入する。積層体７０ｂの各柱部の端面上に、セラミック部品７７、７８を載置する。セラミック部品７７、７８上に積層体７０ａを載置する（すなわち、コイル８２、８４の内部で、積層体７０ｂ、セラミック部品７７、７８、及び、積層体７０ａを当接させる）。なお、積層体７０ｂ、セラミック部品７７、７８、及び、積層体７０ａの接着面には、接着剤を塗布しておく。このように、各部品を配置したら、これらの上部に上側筐体４０と最上部プレート５０を設置し、クランプ５４を操作して上側筐体４０を下方へ押下げる。これによって、積層体７０ｂ、セラミック部品７７、７８、及び、積層体７０ａを加圧して固定する。その後、これらを加熱して接着剤を硬化させることで、磁気回路部品が完成する。

0029

以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例をさまざまに変形、変更したものが含まれる。
本明細書または図面に説明した技術要素は、単独であるいは各種の組み合わせによって技術的有用性を発揮するものであり、出願時請求項記載の組み合わせに限定されるものではない。また、本明細書または図面に例示した技術は複数目的を同時に達成するものであり、そのうちの一つの目的を達成すること自体で技術的有用性を持つものである。

0030

積層体７０の斜視図。
固定装置１０の縦断面図。
図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図。
ガイド２４ａの斜視図。
磁気回路部品の製造時の固定装置１０の縦断面図。

0031

１０：固定装置
２０：下側筐体
２４ａ〜２４ｄ：ガイド
２５：ガイド部材
２５ａ：当接面
２５ｂ：当接面
２５ｃ：溝
２５ｄ：溝
２５ｅ：溝
２６：接続部材
２６ｄ：長孔
３０：中間プレート
４０：上側筐体
５０：最上部プレート
５２：可動シャフト
５４：クランプ
６０：シャフト
７０：積層体
７２、７５、７６：焼結部品
７３、７４：セラミック部品