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技術 焼結部品を積層した積層体を固定する固定装置。

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 石橋光治原田彰夫仲谷勝昭
出願日 2008年8月20日 (12年5ヶ月経過) 出願番号 2008-211868
公開日 2010年3月4日 (10年11ヶ月経過) 公開番号 2010-047437
状態 未査定
技術分野 セラミックスの接合
主要キーワード 可動シャフト ロー付け接合 積層表面 ボールプランジャ 焼結部材 磁気回路部品 稜線部分 ロー材
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2010年3月4日)のものです。
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図面 (6)

課題

焼結部品バリ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。

解決手段

焼結部品72、75、76を含む複数の部品を積層した積層体70を固定する固定装置10であって、積層体70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25と、積層体を積層方向加圧する加圧手段20、40、50を有し、前記ガイド部材25は、各焼結部品72、75、76の稜線に接触しないで積層表面に当接する。

概要

背景

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。

特開平5−294745号公報

概要

焼結部品のバリ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。焼結部品72、75、76を含む複数の部品を積層した積層体70を固定する固定装置10であって、積層体70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25と、積層体を積層方向加圧する加圧手段20、40、50を有し、前記ガイド部材25は、各焼結部品72、75、76の稜線に接触しないで積層表面に当接する。

目的

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。

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

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固定装置であって、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、積層体を積層方向加圧する加圧手段を有し、前記ガイド部材は、各焼結部品稜線に接触しない範囲で積層表面に当接することを特徴とする固定装置。

請求項2

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を特徴とする請求項1に記載の固定装置。

請求項3

ガイド部材は、積層体の稜線を挟んで2つの積層表面に当接し、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を特徴とする請求項1に記載の固定装置。

請求項4

ガイド部材が、積層方向に移動可能であることを特徴とする請求項1〜3の何れか一項に記載の固定装置。

技術分野

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。

背景技術

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

発明が解決しようとする課題

0004

焼結部品には、その表面の稜線部分バリが生じ易い。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。

課題を解決するための手段

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。

発明の効果

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。

発明を実施するための最良の形態

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。

図面の簡単な説明

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。

符号の説明

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

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