JPH0238706A - 軸体接合方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、挿入孔を有する部材に軸体を挿入して接合す
るようにした軸体接合方法に関し、特に、高温下での迅
速、簡単な接合に適した軸体接合方法に関する。

〔従来の技術〕

アルミニウム等の金属の溶湯を取り扱う溶湯保持炉にお
いて、ラドルが溶湯内に浸漬する深さを一定にし、一定
量の溶湯を汲み出すために、湯面検知装置が使用されて
いる。この湯面検知装置は、普通湯面検知棒と金属製の
軸とからなり、湯面検知棒は金属製の軸と電気的に導通
されており、金属製の軸はラドルを介して溶湯と電気的
に接続されているため、湯面検知棒が溶湯に接触した時
点で回路に電流が流れ、ラドルがそれ以上深く溶湯に浸
漬しないようになっている。

一般に、このような湯面検知棒は、接触する溶湯に溶解
するのを防ぐために、耐食性を有するセラミックスで導
電性のものにより作られている。

さらに、湯面検知棒は、耐食性のセラミックスにより作
られていても一定の頻度で交換する必要があるため、そ
の湯面検知棒と金属製の軸との接合は迅速で簡単である
ことが望まれる。従ってセラミックス製の湯面検知棒と
金属製の軸とを迅速かつ簡単に接合する方法が従来より
種々考えられている。

例えば、挿入孔を有する湯面検知棒に金属製の軸を挿入
して接合する際、金属バネの反発力を利用したストッパ
ーの作用により、接合することは、従来から広く行われ
ている。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕 かかる金属バネストッパーを用いると、迅速、簡単に２
つの部材を接合することができ、非常に便利であるが、
高温下で使用する場合には、金属バネが軟化し反発力を
失ってしまうため、軸体の脱去を阻止する機能がなくな
り、接合手段としては利用することができない。

その上、高温下での接合作業は、特に迅速かつ簡単に行
う必要があることから、フンタッチで迅速かつ簡単に接
合が行える方法の開発が、従来から切望されている。

従って、本発明の目的は、高温下においても、迅速かつ
簡単に接合作業を行うことができ、しかも軸体の脱去を
完全に阻止することのできる軸体接合方法を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

上記間３点に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、従来の
金属バネに代えて、形状記憶合金製の止めビンを用いる
ことをＭ想し、本発明に想到した。

すなわち、本発明の軸体接合方法は、挿入孔を有する部
材に軸体を挿入して接合するようにした軸体接合方法に
おいて、前記部材の挿入孔内周に第一環状溝部を設ける
とともに、前記軸体の外周の、前記第一環状溝部に対応
する位置に第一環状溝部を設け、前記第一環状溝部内に
形状記憶合金からなる止めピンを嵌入した状態で、前記
軸体を前記部材の挿入孔内に挿入し、前記形状記憶合金
の変態温度以上に加熱することにより前記止めビンを拡
開させ、もって前記止めピンが前記第一環状溝部と前記
第二環状溝部とにまたがって位置することにより、前記
部材と前記軸体を接合することをｖｆ徴とする。

〔作用〕

本発明の軸体接合方法は、第１図に示すように、部材１
の挿入孔２の内面に設けられた第一環状溝部３と、軸体
４の外周に設けられた第二環状溝部５とにより形成され
る適状空間６内に嵌入された形状記憶合金製止めピン７
により、軸体と部材とを接合するものである。なお部材
１の第一環状溝部３と軸体４の第二環状溝部５とは接合
時に軸線方向に一致する位置に形成されているので、軸
体４を部材１の挿入孔に挿入したときに、両環状溝部が
完全に一致するようになっている。

形状記憶合金は、マルテンサイト状態では極めて弾性に
富んでおり、−旦ある形状を記憶させた後、マルテンサ
イト状態に変態させたものは、任意の形状に弾性変形さ
せても、変態温度以上に加熱すると、再び元の形状に復
帰するという性質を持っている。止めビン７は、このよ
うな形状記憶合金からなり、変態温度以上に加熱されて
元の形状に復帰した状態で、環状空間部６において拡開
し、第二環状溝部５の中だけではなく環状溝部３の中へ
も入り込んでいる。

さらに詳細に述べると、形状記憶合金製止めビン７に、
部材１の挿入孔内周に形成した第一環状溝部３の曲率半
径よりも大きい曲率半径を有する形状を記憶させておき
、マルテンサイト域の温度で第二環状溝部５の曲率半径
を有する形状に変形し、軸体４の第二環状溝部５の中に
嵌入する。止めピン７を嵌入した軸体４を部材１の挿入
孔へ挿入する。例えば、第６図に示すように、部材１の
第一環状溝部３は半径ｒの半円状＋ｉ面を有し、軸体４
の第二環状溝部５は直径Ｄ（２ｒ）で深さｄの断面を有
し、深さｄは直径Ｄ（２ｒ＞以上の長さを有するように
、第一環状溝部３及び及び第二環状溝部５を形成する。

第一環状溝部３の曲率半径より大きい曲率半径を記憶さ
せた形状記憶合金製止めビン７　（半径ｒ）を、マルテ
ンサイト域で第二環状溝部５の曲率半径に弾性変形し、
軸体４の第二環状溝部５内に巻着しておく。この時、形
状記憶合金製止めビン７は曲率半径が第二環状溝部５の
曲率半径になっているので環状溝部５内に収まる。その
ため、止めビン７を巻着した軸体４を部材ｌの挿入孔に
容易に挿入することができる。

次いで、止めビンを形状記憶合金の変形温度以上に加熱
すると、元の記憶させた形状に復帰しようとする。その
結果、止めビン７は、環状空間部６内において第二環状
溝部５より外側に押し拡げられ、第一環状溝部３に同棲
するように位置する。

このように止めビン７が環状空間部６内に収容されｔ：
後記憶させた形状に復帰すると、両溝状溝部３及び５に
またがって位置しているので、軸体４が部材１に対して
軸線方向に移動するのを完全に阻止することができる。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の軸体接合方法の一実施例を示す断面
図で、１は挿入孔２を有する部材であり、挿入孔２の内
周には第一環状溝部３が設けられている。一方、部材１
の挿入孔２へ挿入されて、接合される軸体４の外周には
、第二環状溝部５が設けられている。挿入孔２の内面に
設けられた第一環状溝部３と軸体４の外周に設けられた
第二環状溝部５とは、軸体４を部材ｌの挿入孔２へ挿入
した際に、それらの位置が軸線方向に一致するように形
成されており、第−両溝状溝部３及び第二環状溝部５に
より環状空間部６を形成する。７は、この環状空間部６
に嵌入した形状記憶合金からなる止めビンである。

本発明の方法により、軸体４を部材１へ挿入接合するに
は、まず形状記憶合金からなる止めビン７に、第２図（
イ）、（ロ）に示すような直線状（イ）、あるいは、第
一環状溝部３の曲率半径よりも大きい曲率半径を有する
形状（ロ）を記憶させでおく。この形状記憶合金に記憶
させる形状は、変態温度以上に加熱して、止めビン７が
元の形状に復元したときに、該止めビン７が第−環状溝
部３内に嵌入されさえすれば、任意の形をとることがで
きる。次いで、この止めビン７を、マルテンサイト域の
温度で、第二環状溝部５内に巻着する形状（第３図）に
弾性変形させ、第二環状溝部５内へ巻着させる。このよ
うに、形状記憶合金製止めビン７を環状溝部５内へ巻着
させた状態で軸体４を部材１の挿入孔２へ挿入する。そ
の後、止めビン７を形状記憶合金の変態温度以上に加熱
すれば、元の記憶させた形状、即ち第２図（イ）又は（
ロ）に示した形状に復帰しようとし、第一環状溝部３内
へ入り込む。かくして、止めビン７が、第一環状溝部３
及び第二環状溝部５内にまたがって位置し、軸体４が部
材１対して軸線方向に移動するのを完全に阻止すること
ができる。

なお、止めビン７を構成する形状記憶合金は、Ｍｓ点く
マルテンサイトの始まる温度）が、使用雰囲気温度より
も低いものであることが望ましく例えば、ＣｕＡｌ−Ｎ
ｉ系、Ｃｕ−５ｎ系、Ｎ１−Ａｌ系、Ｎ　］　　Ｔ　＋
系合金などを用いることができる。また、止めビン７の
断面形状は、円形、だ円形、長方形、その他の異形断面
形状のものを使用することができ、第３図に示したよう
な１回巻きのものに限らず、多層巻きのものも使用する
ことができる。

第４図は、本発明の軸体接合方法を使用するのに適した
溶湯保持炉の断面図であり、２１は保持炉本体、２２は
仕切板、２３は浸漬ヒータ、２４はラドル、２５は熱電
対保護管、２６はアルミニウム溶湯である。

１４は、導電性セラミック製の湯面検知棒であり、本発
明の軸体４に該当する。また１１は金属製の軸であり、
本発明の挿入孔を有する部材１に該当する。湯面検知棒
１４と金属製の軸１１とは第５図に示した構造で接合さ
れている。湯面検知棒１４は、金属製の軸１１と電気的
に導通されており、また、軸１１はラドル２４に一律的
に取り付けられ、溶湯２６と電気的に接続されているた
め、湯面検知棒１４が溶湯２６と接触した時点で、回路
に電流が流れ、ラドル２４がそれ以上深く溶！２６内に
浸漬しないようになっている。その結果、ラドル２４が
常に一定の深さまで浸漬して、一定量の溶湯を汲み出す
ことができる。なお、湯面検知棒１４を構成す導電性セ
ラミックスとしては、ＴｉＢ、　、ＴｉＮ５Ｓ　ｉＣ等
の導電性セラミックス単体、あるいはこれらの成分を含
む酸化物、窒化物等のセラミックスを挙げることができ
る。

上述の溶湯保持炉の場合のように、高温下で軸体接合を
行うときは、金属製の軸１１へ、形状記憶合金からなる
止めビン７と共に湯面検知棒１４を挿入した後、特別に
変態温度以上に加熱しなくても、その使用雰囲気の温度
によって、形状記憶合金からなる止めビンが元の形状に
復帰するので非常に便利である。また、従来の金属バネ
のように、高温下で軟化し、接合高価が失われるような
こともない。

なお、本発明の方法は、高温下で使用される部材の接合
に限定されるものではなく、低温下で使用される部材の
接合にも適用できることは云うまでもない。

〔発明の効果〕

以上、詳述したとおり、本発明の軸体接合方法は、止め
ビンに形状記憶合金を使用しているので、接合作業を迅
速、簡単に行うことができ、特に、高温下での接合作業
が容易であり、しかも軸体の脱去を完全に阻止すること
ができる。

また、高温下で使用しても、軟化等の性能劣化が起こり
接合機能が失われるようなことはない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の軸体接合方法の一例を示す断面図で
あり、 第２図は、本発明で使用する形状記憶合金からなる止め
ビンの記憶形状の例を示す平面図であり、第３図は、マ
ルテンサイト域の温度で弾性変形させた形状記憶合金か
らなる止めビンの形状の例を示す平面図であり、 第４図は本発明の軸体接合方法を使用するのに適した溶
湯保持炉の断面図であり、 第５図は、第４図に示した溶湯保持炉の金属製の軸及び
湯面検知棒の接合部を示す部分拡大断面図であり、 第６図は、本発明の軸体接合方法の要部を示す部分拡大
断面図である。 第１図 ・・・・・・・・・挿入孔を有する部材・・・・・・・
・・挿入孔 ・・・・・・・・・第一環状溝部 ・・・・・・・・・軸体 ・・・・・・・・・第二環状溝部 ・・・・・・・・・環状空間部 ・・・・・・・・・形状記憶合金からなる止めピン第２
図 （イ）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）挿入孔を有する部材に軸体を挿入して接合する方
   法において、前記部材の挿入孔の内周に第一環状溝部を
   設けるとともに、前記軸体の外周の前記第一環状溝部と
   対応する位置に第二環状溝部を設け、前記第二環状溝部
   内に形状記憶合金からなる止めピンを嵌入した状態で前
   記軸体を前記部材の挿入孔内に挿入し、前記形状記憶合
   金の変態温度以上に加熱することにより前記止めピンを
   拡開させ、もって前記止めピンが前記第一環状溝部と前
   記第二環状溝部とにまたがって位置することにより、前
   記部材と前記軸体を接合することを特徴とする方法。
2. （２）請求項１に記載の軸体接合方法において、前記形
   状記憶合金が、Ｃｕ−Ａｌ−Ｎｉ、Ｃｕ−Ｓｎ、Ｎｉ−
   Ａｌ及びＮｉ−Ｔｉからなる群より選ばれた合金系であ
   ることを特徴とする方法。
3. （３）請求項１又は２に記載の軸体接合方法において、
   前記軸体が、高温物質の検知体として使用する導電性セ
   ラミック製であることを特徴とする方法。