JPH0715737U - 焼結用治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焼結炉内で圧粉体からなるワークを支持する
セラミックボードに関する。ワークを上下に重ねて焼結
するとき、ワークの支持の安定性と、加熱の均一性を高
める。 【構成】 ワーク１は、円環状で、上下両端面にそれぞ
れ一対の突起３，４を有する。ワーク１が載るセラミッ
クボード31は、突起３，４が入る溝部35を有するととも
に、凸部32を上面に有し、凹部33を下面に有する。ワー
ク１をそれぞれ載せたセラミックボード31を積み重ねる
とき、下のセラミックボード31の凸部32を上のセラミッ
クボード31の凹部33に嵌める。凹部33は浅いもので、こ
れにより、ワーク１の上面とセラミックボード31の下面
との間に隙間ができる。 【効果】 この隙間により、焼結雰囲気ガスがワーク１
の回りをくまなく通る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、粉末冶金において、焼結炉内で焼結されるワークを上に載せて支持 する焼結用治具に関する。

【０００２】

【従来の技術】

粉末冶金により製造される焼結部品の一種に図５に示すようなものがある。こ の焼結部品（ワーク）１は、ほぼ円環状の本体部２の軸方向両端面に、それぞれ 一対の突起３，４を有するものである。同一面にある一対の突起３，４は、それ ぞれ互いに 180°離れて位置しており、両面の突起３，４は、互いに90°離れて 位置している。

【０００３】 また、図４は、粉末冶金において、原料粉末を圧縮して成形してなる圧粉体を 焼結する際に用いられる焼結炉であるメッシュベルト炉の一例を概略的に示して いる。このメッシュベルト炉は、メッシュベルトコンベヤー11を有している。こ のコンベヤー11は、そのメッシュベルト12の上面が図面において右から左へ移動 するものである。そして、このメッシュベルト12の上面に沿って、図示右から左 へ並んで、装入部13、脱ろう部14、加熱部15、冷却部16および取出し部17が設け られている。焼結に際しては、装入部13において、ワークすなわち圧粉体がメッ シュベルト12上に順次供給される。その後、ワークは、コンベヤー11により炉内 を連続的に搬送されていく。その間に、ワークは、特に加熱部15において、焼結 雰囲気ガス中で加熱されることにより焼結される。焼結後のワークは、取出し部 17において、順次取り出される。

【０００４】 ところで、図５に示すワーク１は、両端面にそれぞれ一対のみの突起３，４を 有するものであるため、置いた際の安定性が悪い。これは、メッシュベルト炉で ワーク１を焼結するときにも、不都合をきたす。例えば、特に平面度などの精度 の低下、ワーク１相互の接触による接合、取出し時におけるワーク１の破損など である。このような不都合を防止するために、焼結に際して、例えば図６に示す ような上下面が平坦なセラミックボード21からなる焼結用治具が用いられている 。このセラミックボート21には、ワーク１の突起３，４が挿入される貫通孔22が 上下に貫通させて形成されている。これら貫通孔22は、４つで１組をなし、これ が６組ある。各組の貫通孔22は、そのうちの２つにワーク１のいずれかの端面の 突起３，４が挿入されるものである。したがって、１枚のセラミックボード21に は、６つのワーク１を上面に載せて支持できる。そして、このセラミックボード 21を載せた金網がメッシュベルト炉のメッシュベルト12に載せられるものである 。

【０００５】 しかし、前述のような従来のセラミックボード21では、つぎのような問題があ った。まず、１枚のセラミックボード21に６つのワーク１を載せるようにしてい るが、１枚のセラミックボード21が割れるなどして使えなくなった場合、６つの ワーク１分のセラミックボード21が駄目になることになり、不経済である。また 、セラミックボート21に貫通孔22を形成することは、セラミックボート21の成形 性を悪くするとともに、このセラミックボート21を破損しやすくする。また、セ ラミックボート21へのワーク１の装着にも手間がかかる。さらに、生産性を上げ るために、ワーク１を上下複数段にして焼結しようとする場合、セラミックボー ト21上に載ったワーク１上に、さらにワーク１の載ったセラミックボード21を載 せることになるが、下のワーク１の上の突起４が上のセラミックボート21の下面 に当たった状態では、この上のセラミックボート21の安定性が悪く、転落のおそ れがある。一方、下のワーク１の上の突起４を上のセラミックボート21の貫通孔 22に挿入して、下のワーク１の上面全体をセラミックボート21の下面に接触させ れば、安定性は増すものの、ワーク１の下面のみならず、上面もセラミックボー ド21に密着するため、ワーク１に大きな荷重がかかるとともに、ほとんどワーク １の外周面にしか焼結雰囲気ガスが当たらなくなる。そのため、ワーク１に対す る加熱が不均一になり、焼結されたワーク１の寸法が不安定になる。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】 前述のように、焼結時にワークを載せる焼結用治具は、従来、単なる平板状の セラミックボードからなっていたため、ワークを上下複数段にして焼結しようと する場合、安定性が悪かったり、焼結雰囲気ガスの流通を悪くしたりする問題が あった。

【０００７】 本考案は、このような問題点を解決しようとするもので、ワークを上下複数段 にして焼結しようとする場合、安定性よく支えられ、かつ、ワークに対する焼結 雰囲気ガスの流通もよくできる焼結用治具を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記目的を達成するために、複数のセラミックボードを積み重ね、 焼結炉内で焼結されるワークをそれぞれのセラミックボードの上に載せて支持す る焼結用治具において、セラミックボードの上面に、凸部を形成し、セラミック ボードの下面に、積み重ねられる他のセラミックボードの凸部の上部が嵌合する 凹部を形成したものである。

【０００９】

【作用】

本考案では、焼結炉内でワークを焼結するに際して、ワークをセラミックボー ド上に載せて支持する。さらに、ワークをそれぞれ載せたセラミックボードを上 下に重ねることにより、ワークを上下複数段にして焼結できる。このとき、下の セラミックボードの上面にある凸部の上部が上のセラミックボードの下面にある 凹部に嵌合し、上下のセラミックボートが互いに位置ずれを生じることを防げる 。また、上下方向の寸法は、凸部が凹部よりも大きいので、下のセラミックボー ドの上面と上のセラミックボードの下面との間には隙間が生じるが、この隙間が ワークの高さよりも大きくなるようにしておけば、下のワークの上面と上のセラ ミックボードの下面との間にも隙間が生じ、下のワークに荷重がかからないとと もに、焼結雰囲気ガスがワークの回りをくまなく通る。

【００１０】

【実施例】 以下、本考案の焼結用治具の一実施例について、図１および図２を参照しなが ら説明する。ワーク１は、先に説明した図５に示すものである。本焼結用治具は 、一体成形されたセラミックボード31からなる。このセラミックボード31は、ほ ぼ円盤状になっており、上面中央部に円柱形状の凸部32が突出形成されている。 この凸部32の外径は、ワーク１の内径よりも小さくなっている。一方、セラミッ クボード31の下面には、前記凸部32の外周面と同径でこの凸部32と同軸的に位置 する円柱形状の凹部33が形成されている。この凹部33の上下方向の深さは、凸部 32の高さよりも小さくなっており、かつ、これら深さと高さとの差は、ワーク１ の本体部２の厚さよりも薄くなっている。また、セラミックボード31の中央部に は、凸部32および凹部33を貫く貫通孔34が形成されている。この貫通孔34は、セ ラミックボート31の軽量化とコストダウンのためのものである。さらに、セラミ ックボード31には、一対の溝部35が形成されている。これら溝部35は、セラミッ クボード31の一直径に沿って、凸部32および凹部33からセラミックボード31の外 周面へ抜けており、上下にも抜けている。そして、溝部35は、幅がワーク１の突 起３，４の幅よりも小さくなっているとともに、高さが突起３，４の高さよりも 十分に大きくなっている。

【００１１】 つぎに、前記の構成について、その作用を説明する。圧粉体であるワーク１の 焼結時には、このワーク１を金網41上に置いたセラミックボード31上に載せて支 持する。このとき、凸部32を囲んでワーク１の本体部２を位置させるとともに、 ワーク１の下面の一対の突起３をセラミックボード31の一対の溝部35に上からそ れぞれ入れ、ワーク１の下面をセラミックボード31の上面に接触させる。また、 ワーク１を上下複数段にして焼結するときには、ワーク１を載せた下のセラミッ クボード31上に別のセラミックボード31を同軸的に載せる。このとき、下のセラ ミックボード31に対して上のセラミックボード31は約90°ずらし、下のセラミッ クボード31上のワーク１の上面の突起４を上のセラミックボード31の両溝部35に それぞれ下から入れる。また、下のセラミックボード31の凸部32の上部が上のセ ラミックボード31の凹部33に嵌合するが、この状態で、上下のセラミックボート 31間には隙間が生じ、かつ、下のワーク１の上面と上のセラミックボード31の下 面との間にも隙間ができる。そして、上のセラミックボード31上に、前述のよう にしてワーク１を載せる。このようにして、ワーク１をそれぞれ載せたセラミッ クボード31を複数段に積み重ねられる。

【００１２】 そして、圧粉体であるワーク１の焼結時には、複数組のセラミックボート31を 載せた前記金網41を装入部13においてメッシュベルト炉のメッシュベルト12上に 載せる。セラミックボード31に載ったワーク１は、金網41とともにメッシュベル トコンベヤー11により搬送され、加熱部15において焼結される。焼結の済んだワ ーク１の載ったセラミックボード31は、金網41とともに取出し部17において順次 取り出される。

【００１３】 これら一連の工程において、下のセラミックボード31の凸部32が上のセラミッ クボード31の凹部33に嵌合していることにより、上下のセラミックボード31が互 いに位置ずれを生じることを防止でき、安定性がよく、転落のおそれはない。ま た、凸部32と凹部33との寸法関係により、ワーク１の上面とセラミックボード31 の下面との間に隙間が生じているので、下のワーク１にも荷重がかからない。こ れとともに、特に焼結に際し、焼結雰囲気ガスが下のワーク１の回りをもくまな く通る。したがって、ワーク１が均一に加熱され、その焼結後の寸法精度を安定 させられ、平面度などを向上させられる。

【００１４】 以上のように、前記実施例のセラミックボード31を用いれば、支持や焼結の安 定性を損なうことなく、ワーク１を上下複数段にして焼結できる。これにより、 多数のワーク１を同時に焼結でき、生産性が上がる。なお、焼却は、上下であま り差は生じないが、冷却部16における冷却では、上の方が冷えやすく、ワーク１ を上下４段以上に重ねると、上下で寸法などに差を生じるおそれがあるので、２ 段または３段が適当である。また、１つのワーク１に対してセラミックボード31 を１枚としたので、１枚のセラミックボード31が割れても、１つのワーク１分の セラミックボード31が駄目になるのみで済む。また、ワーク１の突起３，４を入 れるために、セラミックボード31に孔ではなく溝部35を形成したので、孔とした 場合よりも、セラミックボード31自体の成形性がよくなるとともに、セラミック ボード31が破損しにくくなる。これとともに、突起３，４を有するワーク１のセ ラミックボート31への装着もより容易になる。さらに、溝部35を長くすることに より、ワーク１の径の違いにも対応でき、複数種の径のワーク１に同一のセラミ ックボード31を使える。

【００１５】 図３は本考案の焼結用治具の他の実施例を示すもので、この実施例の焼結用治 具は、先の実施例のセラミックボード31において、ワーク１の突起３，４を入れ る溝部35を十字状に位置させて４つ形成するとともに、多数の凹溝46を上面に放 射状に形成したものである。これら凹溝46は、凸部32からセラミックボード31の 外周面まで抜けている。前述のように、溝部35を十字状に位置させて４つ形成し たことにより、セラミックボード31を介して図５に示すワーク１を上下に重ねて 支持するとき、ワーク１の向きの自由度が大きくなり、複数のワーク１の向きを 互いに同一にすることも可能になる。そして、焼結に際しては、やはりワーク１ をセラミックボード31上に載せるが、凹溝46において、ワーク１とセラミックボ ード31との間には隙間ができる。したがって、ワーク１の下面にも、焼結雰囲気 ガスが通るようになり、ワーク１に対する加熱をよりいっそう均一なものとでき 、焼結後のワーク１の寸法精度をよりいっそう向上させられる。

【００１６】 なお、ワークの下面とセラミックボードとの間に隙間を形成するには、前記実 施例のように、セラミックボード31の上面を放射状に凹凸にする他、セラミック ボードの上面に凹溝を格子状に形成してもよい。この場合、セラミックボードの 上面に、ワークの下面に接触する凸部が点々と形成されることになる。

【００１７】 さらに、本考案は、前記両実施例に限定されるものではなく、種々の変形実施 が可能である。例えば、前記実施例では、焼結炉がメッシュベルト炉の場合につ いて説明したが、本考案は、焼結炉がプッシャー炉の場合などにも応用できる。 また、対象となるワークも、前記実施例のような円環状の本体部２の両端面にそ れぞれ一対の突起３，４を有するものに限らない。

【００１８】

【考案の効果】

本考案によれば、焼結されるワークを上に載せて支持するセラミックボードの 上面に、凸部を形成し、セラミックボードの下面に、積み重ねられる他のセラミ ックボードの凸部の上部が嵌合する凹部を形成したので、ワークを上下複数段に して焼結する場合、凸部と凹部との嵌合によりセラミックボードが上下に重なっ た状態の安定性がよく、また、下のセラミックボートに載ったワークの上面と上 のセラミックボードの下面との間に隙間が生じるようにでき、これにより、ワー クに荷重をかけずに済むとともに、焼結雰囲気ガスをワークの回りにくまなく通 すことができ、したがって、焼結されるワークの寸法精度を向上させられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の焼結用治具の一実施例を示す断面図で
ある。

【図２】同上斜視図である。

【図３】本考案の焼結用治具の他の実施例を示す斜視図
である。

【図４】焼結炉の一例を示す側面図である。

【図５】ワークの一例を示す斜視図である。

【図６】従来の焼結用治具の一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ ワーク 31 セラミックボード 32 凸部 33 凹部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のセラミックボードを積み重ね、焼
   結炉内で焼結されるワークをそれぞれのセラミックボー
   ドの上に載せて支持する焼結用治具において、セラミッ
   クボードの上面に、凸部を形成し、セラミックボードの
   下面に、積み重ねられる他のセラミックボードの凸部の
   上部が嵌合する凹部を形成したことを特徴とする焼結用
   治具。