JPH09323174A - 部材の接合方法及び接合された部材並びに接合された部 材の分解方法 - Google Patents
部材の接合方法及び接合された部材並びに接合された部 材の分解方法Info
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- JPH09323174A JPH09323174A JP9008088A JP808897A JPH09323174A JP H09323174 A JPH09323174 A JP H09323174A JP 9008088 A JP9008088 A JP 9008088A JP 808897 A JP808897 A JP 808897A JP H09323174 A JPH09323174 A JP H09323174A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非晶質合金の高強度を保持したままで、2以
上の部材を強力に接合する。 【解決手段】 相互に接合する2以上の部材の内、少な
くとも一方の部材の接合部が過冷却液体域を有する非晶
質合金からなり、少なくとも接合部を他方の部材の接合
部と共に過冷却液体域まで加熱し、双方の接合部を相互
に押圧した後、冷却することによって、一方の部材の接
合部の非晶質合金の結晶化率が70%以下の状態で、接
合させる。
上の部材を強力に接合する。 【解決手段】 相互に接合する2以上の部材の内、少な
くとも一方の部材の接合部が過冷却液体域を有する非晶
質合金からなり、少なくとも接合部を他方の部材の接合
部と共に過冷却液体域まで加熱し、双方の接合部を相互
に押圧した後、冷却することによって、一方の部材の接
合部の非晶質合金の結晶化率が70%以下の状態で、接
合させる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、非晶質合金を用い
ることによって、2以上の部材を接合する方法及び接合
された部材並びに接合された部材の分解方法に関する。
ることによって、2以上の部材を接合する方法及び接合
された部材並びに接合された部材の分解方法に関する。
【0002】
【従来の技術】過冷却液体域を有する非晶質合金を使用
して部材を接合する従来の方法として、特開平5−13
1279号公報に記載された方法が公知である。この方
法は、接合すべき金属間に非晶質合金を挟み込み、この
非晶質合金の変形抵抗が減少する粘性流動を生じる過冷
却液体域の温度に加熱し、この加熱後に、接合すべき金
属を介して非晶質合金を加圧するものである。この加圧
によって非晶質合金表面のミクロな凹凸が、接合すべき
金属表面の凹凸に応じて変形するため、非晶質合金と金
属とが面接触状態となる。この面接触状態を保持するこ
とにより、低温で拡散が進行するため、接合できるよう
になっている。
して部材を接合する従来の方法として、特開平5−13
1279号公報に記載された方法が公知である。この方
法は、接合すべき金属間に非晶質合金を挟み込み、この
非晶質合金の変形抵抗が減少する粘性流動を生じる過冷
却液体域の温度に加熱し、この加熱後に、接合すべき金
属を介して非晶質合金を加圧するものである。この加圧
によって非晶質合金表面のミクロな凹凸が、接合すべき
金属表面の凹凸に応じて変形するため、非晶質合金と金
属とが面接触状態となる。この面接触状態を保持するこ
とにより、低温で拡散が進行するため、接合できるよう
になっている。
【0003】以上の過冷却液体域を有する非晶質合金を
用いることなく、金属を接合する方法としては、ロー付
け、溶接、接着等の方法が公知である。図23は、この
内、ロー付けを使用して接合するため、特公平4−46
141号公報に記載された方法を示す。この方法は、内
視鏡に用いられる節輪100の節輪本体102とワイヤ
受け101とを、ロー付けによって接合するものであ
る。なお、節輪100は内視鏡の挿入部の湾曲部を構成
する部材であり、節輪本体102と、節輪本体102の
内面にロー付けされた複数のワイヤ受け101とによっ
て構成されている。又、ワイヤ受け101の挿通口10
7には操作ワイヤ105が挿通されており、節輪本体1
02の外周には、網管119が設けられている。
用いることなく、金属を接合する方法としては、ロー付
け、溶接、接着等の方法が公知である。図23は、この
内、ロー付けを使用して接合するため、特公平4−46
141号公報に記載された方法を示す。この方法は、内
視鏡に用いられる節輪100の節輪本体102とワイヤ
受け101とを、ロー付けによって接合するものであ
る。なお、節輪100は内視鏡の挿入部の湾曲部を構成
する部材であり、節輪本体102と、節輪本体102の
内面にロー付けされた複数のワイヤ受け101とによっ
て構成されている。又、ワイヤ受け101の挿通口10
7には操作ワイヤ105が挿通されており、節輪本体1
02の外周には、網管119が設けられている。
【0004】なお、節輪100は中空円筒状の部材であ
り、図23において上下の位置を局部的に断面で示し、
隣接する節輪をそれぞれ枢軸で連結して示すように、複
数の節輪100が連結部で法面自在に連結されている。
そして、各節輪100の内周部にロー付けされたワイヤ
受け101の挿通口107に挿通した操作ワイヤ105
を内視鏡の操作者が手元で操作することにより、内視鏡
の法面部を所望の方向に湾曲させる構成となっている。
り、図23において上下の位置を局部的に断面で示し、
隣接する節輪をそれぞれ枢軸で連結して示すように、複
数の節輪100が連結部で法面自在に連結されている。
そして、各節輪100の内周部にロー付けされたワイヤ
受け101の挿通口107に挿通した操作ワイヤ105
を内視鏡の操作者が手元で操作することにより、内視鏡
の法面部を所望の方向に湾曲させる構成となっている。
【0005】図23に示すように、節輪本体102にお
けるワイヤ受け101の取り付け位置に、切り欠き11
7が形成され、この切り欠き117にワイヤ受け101
を嵌入させた状態で、ワイヤ受け101が固着される。
この固着は、節輪本体102と接触するワイヤ受けの接
触部分の周辺にロー材118を塗布して、ロー付けする
ことによって行われるものである。
けるワイヤ受け101の取り付け位置に、切り欠き11
7が形成され、この切り欠き117にワイヤ受け101
を嵌入させた状態で、ワイヤ受け101が固着される。
この固着は、節輪本体102と接触するワイヤ受けの接
触部分の周辺にロー材118を塗布して、ロー付けする
ことによって行われるものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】非晶質合金を金属の接
合に使用する従来の方法は、拡散を接合メカニズムとし
て利用するものであり、この拡散を行うため、非晶質合
金を過冷却液体域に加熱した後、数百分程度の長時間、
過冷却液体域の温度に保持する必要がある。しかしなが
ら、このように過冷却液体域の温度に等温に保持される
ことにより、非晶質合金は数十分間で結晶化を生じる。
一般に、非晶質合金は結晶粒界が存在しないために同組
成の結晶合金よりも遥かに高い機械的強度を有している
が、このように結晶化が生じると機械的強度が低下し
て、非晶質合金の特性である高強度、高破壊靱性が損な
われる。従って、拡散現象を進行させる目的で、接合す
べき金属間に挿入された状態で、過冷却液体域に長時
間、加熱及び等温保持された非晶質合金は、結晶化によ
って脆弱な中間層となり、接合強度が低下する問題を有
している。
合に使用する従来の方法は、拡散を接合メカニズムとし
て利用するものであり、この拡散を行うため、非晶質合
金を過冷却液体域に加熱した後、数百分程度の長時間、
過冷却液体域の温度に保持する必要がある。しかしなが
ら、このように過冷却液体域の温度に等温に保持される
ことにより、非晶質合金は数十分間で結晶化を生じる。
一般に、非晶質合金は結晶粒界が存在しないために同組
成の結晶合金よりも遥かに高い機械的強度を有している
が、このように結晶化が生じると機械的強度が低下し
て、非晶質合金の特性である高強度、高破壊靱性が損な
われる。従って、拡散現象を進行させる目的で、接合す
べき金属間に挿入された状態で、過冷却液体域に長時
間、加熱及び等温保持された非晶質合金は、結晶化によ
って脆弱な中間層となり、接合強度が低下する問題を有
している。
【0007】一方、過冷却液体域を有する非晶質合金を
使用しない接合方法においても、それぞれの問題点を有
している。溶接では、部材をその融点以上に加熱するた
め、熱によって母材が劣化して接合部の強度が低下する
と共に、加熱後の凝固収縮により歪みが発生して寸法精
度が低下する。ロー付けにおいても同様で、加熱による
熱影響によって母材が劣化して、接合部の強度が低下す
る。接着では、接合強度が小さく、実用的な接合ができ
ないと共に、接着剤の軟化点が低いため、高温環境では
使用することができない。
使用しない接合方法においても、それぞれの問題点を有
している。溶接では、部材をその融点以上に加熱するた
め、熱によって母材が劣化して接合部の強度が低下する
と共に、加熱後の凝固収縮により歪みが発生して寸法精
度が低下する。ロー付けにおいても同様で、加熱による
熱影響によって母材が劣化して、接合部の強度が低下す
る。接着では、接合強度が小さく、実用的な接合ができ
ないと共に、接着剤の軟化点が低いため、高温環境では
使用することができない。
【0008】次に、内視鏡の節輪本体102と、ワイヤ
受け101とをロー付けによって接合する特公平4−4
6141号公報の方法では、以下の問題点を有してい
る。ロー付けに際してフラックスを使用するが、このフ
ラクッスはロー付け後に除去する必要がある。又、ロー
付けの際に、溶融したロー材が操作ワイヤ105の挿通
口107に入り込み易く、挿通口107に入り込んだロ
ー材を後工程で除去する必要がある。さらに、ロー付け
のために節輪本体102に切り欠き117を加工しなけ
ればならず、加工が面倒となっている。そして、これら
の作業によって、工程数が増加して製造工程全体が複雑
となり、製造に長時間を要している。これらに加えて、
ロー材が節輪本体102周囲の網管119に付着して、
網管119が早期に消耗する原因となっている。
受け101とをロー付けによって接合する特公平4−4
6141号公報の方法では、以下の問題点を有してい
る。ロー付けに際してフラックスを使用するが、このフ
ラクッスはロー付け後に除去する必要がある。又、ロー
付けの際に、溶融したロー材が操作ワイヤ105の挿通
口107に入り込み易く、挿通口107に入り込んだロ
ー材を後工程で除去する必要がある。さらに、ロー付け
のために節輪本体102に切り欠き117を加工しなけ
ればならず、加工が面倒となっている。そして、これら
の作業によって、工程数が増加して製造工程全体が複雑
となり、製造に長時間を要している。これらに加えて、
ロー材が節輪本体102周囲の網管119に付着して、
網管119が早期に消耗する原因となっている。
【0009】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、過冷却液体域を有する非晶質
合金を使用して接合する際に、非晶質合金の高い強度を
保ったまま、非晶質合金からなる部材を相互に、或いは
非晶質合金からなる部材と他の金属からなる部材とを相
互に精度良く接合できる接合方法を提供することを目的
とする。又、本発明はこの方法によって接合された部材
を提供することを目的とし、さらには接合された部材を
分解する方法を提供することを目的とする。
してなされたものであり、過冷却液体域を有する非晶質
合金を使用して接合する際に、非晶質合金の高い強度を
保ったまま、非晶質合金からなる部材を相互に、或いは
非晶質合金からなる部材と他の金属からなる部材とを相
互に精度良く接合できる接合方法を提供することを目的
とする。又、本発明はこの方法によって接合された部材
を提供することを目的とし、さらには接合された部材を
分解する方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の接合方法は、相互に接合する部材の内、
少なくとも一方の部材における接合部が過冷却液体域を
有する非晶質合金からなり、この一方の部材の少なくと
も接合部を他方の部材の接合部と共に前記過冷却液体域
まで加熱し、双方の接合部を相互に押圧した後、冷却し
て接合することを特徴とする。
め、請求項1の接合方法は、相互に接合する部材の内、
少なくとも一方の部材における接合部が過冷却液体域を
有する非晶質合金からなり、この一方の部材の少なくと
も接合部を他方の部材の接合部と共に前記過冷却液体域
まで加熱し、双方の接合部を相互に押圧した後、冷却し
て接合することを特徴とする。
【0011】過冷却液体域を有する非晶質合金は、過冷
却液体域まで加熱されることにより、108 〜1010P
a・S程度の粘性流動を示し、数MPa程度の低圧力に
よって塑性変形が可能となる。従って、適当な押圧力、
押圧雰囲気などの押圧条件を選定し、非晶質合金からな
る一方の部材の少なくとも接合部を他の部材の接合部と
共に過冷却液体域の温度まで加熱し、双方の接合部を相
互に押圧することにより、一方の部材の接合部には粘性
流動に起因した極めて大きな塑性変形が局所的に生じ
る。この塑性変形によって非晶質合金からなる接合部の
酸化膜などが破壊されて新生面が露出し、他方の部材の
接合部と密着することができる。
却液体域まで加熱されることにより、108 〜1010P
a・S程度の粘性流動を示し、数MPa程度の低圧力に
よって塑性変形が可能となる。従って、適当な押圧力、
押圧雰囲気などの押圧条件を選定し、非晶質合金からな
る一方の部材の少なくとも接合部を他の部材の接合部と
共に過冷却液体域の温度まで加熱し、双方の接合部を相
互に押圧することにより、一方の部材の接合部には粘性
流動に起因した極めて大きな塑性変形が局所的に生じ
る。この塑性変形によって非晶質合金からなる接合部の
酸化膜などが破壊されて新生面が露出し、他方の部材の
接合部と密着することができる。
【0012】上述のような新生面は清浄な状態の金属表
面のため、極めて活性的であり、この活性な表面が他方
の部材の表面に密着することにより、接触界面での化学
的反応が生じて接合が行われる。本発明は、このような
非晶質合金の粘性流動によって新生面を露出させ、この
露出した新生面の活性な表面と他方の部材の表面との反
応現象を応用するものである。
面のため、極めて活性的であり、この活性な表面が他方
の部材の表面に密着することにより、接触界面での化学
的反応が生じて接合が行われる。本発明は、このような
非晶質合金の粘性流動によって新生面を露出させ、この
露出した新生面の活性な表面と他方の部材の表面との反
応現象を応用するものである。
【0013】接合に要する時間は、接合に用いる非晶質
合金、相手部材となる他方の金属の組成、接合温度、押
圧力によって異なるが、接合界面の極めて限られた範囲
内での接合メカニズムであるため、拡散現象を利用した
接合方法に比べて極めて短く、長くとも15分程度で完
了する。このように接合に要する時間が短いことから、
拡散層の厚さは数百nm以下であり、無視できる程度に
薄くなっている。これに対し、拡散層が厚い場合には、
接合される部材間に中間層となって顕在し、且つ、脆弱
な層のため、接合強度に寄与する効果が少なくなる。こ
のような厚い拡散層の形成を防止して、接合強度を大き
くするため、接合時間は15分以内とするのが良好であ
る。
合金、相手部材となる他方の金属の組成、接合温度、押
圧力によって異なるが、接合界面の極めて限られた範囲
内での接合メカニズムであるため、拡散現象を利用した
接合方法に比べて極めて短く、長くとも15分程度で完
了する。このように接合に要する時間が短いことから、
拡散層の厚さは数百nm以下であり、無視できる程度に
薄くなっている。これに対し、拡散層が厚い場合には、
接合される部材間に中間層となって顕在し、且つ、脆弱
な層のため、接合強度に寄与する効果が少なくなる。こ
のような厚い拡散層の形成を防止して、接合強度を大き
くするため、接合時間は15分以内とするのが良好であ
る。
【0014】以上の接合の後、接合された部材を冷却す
る。この冷却により非晶質合金の結晶化、脆弱化を防止
でき、非晶質合金の本来の高強度、高硬度を低下させる
ことなく接合がなされる。
る。この冷却により非晶質合金の結晶化、脆弱化を防止
でき、非晶質合金の本来の高強度、高硬度を低下させる
ことなく接合がなされる。
【0015】このような方法を前提とすることにより、
本発明は、以下の(a)〜(g)に分説するそれぞれの
具体的な手段を適宜採用することができる。 (a)相互に接合する2以上の部材の内、少なくとも一
方の部材の接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金か
らなり、少なくとも前記接合部を他方の部材の少なくと
も接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱し、一方の部
材の接合部と他方の部材に接合部とを相互に押圧した
後、冷却することにより、前記一方の部材の接合部の非
晶質合金の結晶化率が70%以下の状態で他方の部材の
接合部に接合する。
本発明は、以下の(a)〜(g)に分説するそれぞれの
具体的な手段を適宜採用することができる。 (a)相互に接合する2以上の部材の内、少なくとも一
方の部材の接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金か
らなり、少なくとも前記接合部を他方の部材の少なくと
も接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱し、一方の部
材の接合部と他方の部材に接合部とを相互に押圧した
後、冷却することにより、前記一方の部材の接合部の非
晶質合金の結晶化率が70%以下の状態で他方の部材の
接合部に接合する。
【0016】この方法では、上述した方法に加えて、押
圧後の冷却によって、一方の部材の接合部の結晶化率を
70%以下の状態として接合するものである。接合に伴
う非晶質合金の結晶化があっても、この結晶化率を70
%以下に抑制することにより、非晶質合金の機械的強度
の極端な低下を防止することができる。なお、結晶化率
が70%を越える場合は、部材の脆弱化が顕著となっ
て、充分な機械的強度を維持することができないもので
ある。
圧後の冷却によって、一方の部材の接合部の結晶化率を
70%以下の状態として接合するものである。接合に伴
う非晶質合金の結晶化があっても、この結晶化率を70
%以下に抑制することにより、非晶質合金の機械的強度
の極端な低下を防止することができる。なお、結晶化率
が70%を越える場合は、部材の脆弱化が顕著となっ
て、充分な機械的強度を維持することができないもので
ある。
【0017】(b)接合部が過冷却液体域を有する非晶
質合金からなる2以上の部材の内、少なくとも一方の部
材の少なくとも接合部を、他方の部材の少なくとも接合
部と共に、その過冷却液体域まで加熱し、双方の接合部
を相互に押圧した後、冷却することにより接合する。
質合金からなる2以上の部材の内、少なくとも一方の部
材の少なくとも接合部を、他方の部材の少なくとも接合
部と共に、その過冷却液体域まで加熱し、双方の接合部
を相互に押圧した後、冷却することにより接合する。
【0018】この手段(b)は、手段(a)に対し、接
合される部材の接合部が双方とも非晶質合金である点で
異なる。非晶質合金からなる双方の接合部が過冷却液体
域に加熱されることにより、粘性流動に起因した極めて
大きな塑性変形が双方の接合部の接合界面に生じる。そ
して、この塑性変形によって、双方の非晶質合金の表面
の酸化膜などが破壊されて新生面が露出し、この新生面
が接触することによって、金属原子相互の結合が生じて
接合を行うことができる。
合される部材の接合部が双方とも非晶質合金である点で
異なる。非晶質合金からなる双方の接合部が過冷却液体
域に加熱されることにより、粘性流動に起因した極めて
大きな塑性変形が双方の接合部の接合界面に生じる。そ
して、この塑性変形によって、双方の非晶質合金の表面
の酸化膜などが破壊されて新生面が露出し、この新生面
が接触することによって、金属原子相互の結合が生じて
接合を行うことができる。
【0019】手段(a)では、他の金属の表面と、粘性
流動によって露出した非晶質合金の新生面との反応作用
を応用しているが、手段(b)では、これに加えて、金
属表面の酸化膜などに含まれている酸素との反応、その
他の反応などの複雑な接合メカニズムが作用するもので
ある。又、接合される部材の接合部の双方を非晶質合金
とすることにより、双方の接合面が相互に塑性変形する
ため、接合面の密着に要する時間を短縮できると共に、
さらに高い密着度となり、これにより強固な接合を行う
ことができる。
流動によって露出した非晶質合金の新生面との反応作用
を応用しているが、手段(b)では、これに加えて、金
属表面の酸化膜などに含まれている酸素との反応、その
他の反応などの複雑な接合メカニズムが作用するもので
ある。又、接合される部材の接合部の双方を非晶質合金
とすることにより、双方の接合面が相互に塑性変形する
ため、接合面の密着に要する時間を短縮できると共に、
さらに高い密着度となり、これにより強固な接合を行う
ことができる。
【0020】(c)過冷却液体域の中心温度が異なる非
晶質合金からなる接合部を有した2部材を接合する方法
であって、過冷却液体域が相対的に高温である非晶質合
金からなる接合部を、その過冷却液体域まで加熱し、変
形させて新生面を露出させた後、過冷却液体域が相対的
に低温である非晶質合金からなる接合部を前記接合部と
共に、その過冷却液体域まで加熱し、変形させて新生面
を露出させ、この新生面と前記接合部の新生面とを相互
に押圧した後、冷却することにより接合する。
晶質合金からなる接合部を有した2部材を接合する方法
であって、過冷却液体域が相対的に高温である非晶質合
金からなる接合部を、その過冷却液体域まで加熱し、変
形させて新生面を露出させた後、過冷却液体域が相対的
に低温である非晶質合金からなる接合部を前記接合部と
共に、その過冷却液体域まで加熱し、変形させて新生面
を露出させ、この新生面と前記接合部の新生面とを相互
に押圧した後、冷却することにより接合する。
【0021】この手段(c)では、過冷却液体域の中心
温度が異なる非晶質合金を接合する点で、手段(b)と
異なっている。過冷却液体域が相対的に高温である非晶
質合金からなる接合部を、その過冷却液体域まで加熱
し、変形させることによって、粘性流動を生じさせ、こ
の粘性流動によって酸化膜などの不活性な表面を部分的
に破壊して、新生面を露出させる。そして、過冷却液体
域が相対的に低温である非晶質合金の過冷却液体域まで
上述した新生面を冷却すると共に、過冷却液体域が低温
である接合部を、その過冷却液体域まで加熱し、変形さ
せて、新生面を露出させる。その後、これらの新生面を
相互に押圧させ、密着させることにより、新生面を相互
に接合させる。
温度が異なる非晶質合金を接合する点で、手段(b)と
異なっている。過冷却液体域が相対的に高温である非晶
質合金からなる接合部を、その過冷却液体域まで加熱
し、変形させることによって、粘性流動を生じさせ、こ
の粘性流動によって酸化膜などの不活性な表面を部分的
に破壊して、新生面を露出させる。そして、過冷却液体
域が相対的に低温である非晶質合金の過冷却液体域まで
上述した新生面を冷却すると共に、過冷却液体域が低温
である接合部を、その過冷却液体域まで加熱し、変形さ
せて、新生面を露出させる。その後、これらの新生面を
相互に押圧させ、密着させることにより、新生面を相互
に接合させる。
【0022】手段(b)では、接合に用いる全ての非晶
質合金が、ガラス遷移温度Tg以上で、且つ、結晶化開
始温度Tx以下の温度領域であることが要件となってい
るが、この手段(c)では、接合に用いる非晶質合金の
過冷却液体域の温度領域が全く重ならなくても接合する
ことができる。
質合金が、ガラス遷移温度Tg以上で、且つ、結晶化開
始温度Tx以下の温度領域であることが要件となってい
るが、この手段(c)では、接合に用いる非晶質合金の
過冷却液体域の温度領域が全く重ならなくても接合する
ことができる。
【0023】(d)過冷却液体域を有する非晶質合金か
らなる第1の部材の接合面を、同部材より軟質の金属か
らなる第2の部材の接合部に接触させた状態で摩擦力を
作用させて表面を磨耗させることにより、第2の部材の
接合部を変形させて新生面を露出させる工程と、前記第
1の部材の少なくとも接合部を、第2の部材の少なくと
も接合部と共に過冷却液体域まで加熱し、その接合部を
変形させて新生面を露出させ、露出した新生面と第2の
部材の新生面とを相互に押圧する工程と、前記第1の部
材及び第2の部材を冷却する工程と、を備えることによ
り接合する。
らなる第1の部材の接合面を、同部材より軟質の金属か
らなる第2の部材の接合部に接触させた状態で摩擦力を
作用させて表面を磨耗させることにより、第2の部材の
接合部を変形させて新生面を露出させる工程と、前記第
1の部材の少なくとも接合部を、第2の部材の少なくと
も接合部と共に過冷却液体域まで加熱し、その接合部を
変形させて新生面を露出させ、露出した新生面と第2の
部材の新生面とを相互に押圧する工程と、前記第1の部
材及び第2の部材を冷却する工程と、を備えることによ
り接合する。
【0024】この手段(d)では、非晶質合金からなる
第1の部材よりも軟質の金属からなる第2の部材に対
し、摩擦力を作用させることによって磨耗して、新生面
を露出させる。これに加えて、非晶質合金からなる第1
の部材に少なくとも接合部を、その過冷却液体域に加熱
し、変形させることにより、同様に新生面を露出させ
る。そして、これらの新生面を相互に押圧し、密着させ
るため、接合部位の金属原子間の結合が促進され、これ
により接合を行うことができる。
第1の部材よりも軟質の金属からなる第2の部材に対
し、摩擦力を作用させることによって磨耗して、新生面
を露出させる。これに加えて、非晶質合金からなる第1
の部材に少なくとも接合部を、その過冷却液体域に加熱
し、変形させることにより、同様に新生面を露出させ
る。そして、これらの新生面を相互に押圧し、密着させ
るため、接合部位の金属原子間の結合が促進され、これ
により接合を行うことができる。
【0025】(e)接合する部材の内、一方の部材が過
冷却液体域を有する非晶質合金からなり、他方の部材が
一方の部材と異なる熱膨張係数を有する金属からなり、
一方の部材の少なくとも接合部を、前記他方の部材の少
なくとも接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱し、双
方の接合部を相互に押圧した後、双方の接合部を冷却し
て接合する。
冷却液体域を有する非晶質合金からなり、他方の部材が
一方の部材と異なる熱膨張係数を有する金属からなり、
一方の部材の少なくとも接合部を、前記他方の部材の少
なくとも接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱し、双
方の接合部を相互に押圧した後、双方の接合部を冷却し
て接合する。
【0026】(f)上記手段(e)において、前記他方
の部材は、その熱膨張係数が前記一方の部材の熱膨張係
数よりも大きく、且つ、過冷却液体域まで加熱された一
方の接合部が充填される凹部をその接合部に有している
ものとする。
の部材は、その熱膨張係数が前記一方の部材の熱膨張係
数よりも大きく、且つ、過冷却液体域まで加熱された一
方の接合部が充填される凹部をその接合部に有している
ものとする。
【0027】(g)上記手段(e)において、 前記他
方の部材は、その熱膨張係数が前記一方の部材の熱膨張
係数よりも小さく、且つ、過冷却液体域まで加熱された
一方の部材の接合部がその周囲に充填される凸部をその
接合部に有しているものとする。
方の部材は、その熱膨張係数が前記一方の部材の熱膨張
係数よりも小さく、且つ、過冷却液体域まで加熱された
一方の部材の接合部がその周囲に充填される凸部をその
接合部に有しているものとする。
【0028】これらの手段(e)〜(g)では、接合す
る部材の内、一方の部材が過冷却液体域を有する非晶質
合金からなり、他方の部材が非晶質合金と異なる熱膨張
係数を有する金属からなることが要件となっている。手
段(e)では、このような2部材の接合部を第1の部材
の過冷却液体域まで加熱し、接合部を相互に押圧した
後、冷却することによって接合する。この接合メカニズ
ムは、上述した手段(a)〜(d)と同様である。
る部材の内、一方の部材が過冷却液体域を有する非晶質
合金からなり、他方の部材が非晶質合金と異なる熱膨張
係数を有する金属からなることが要件となっている。手
段(e)では、このような2部材の接合部を第1の部材
の過冷却液体域まで加熱し、接合部を相互に押圧した
後、冷却することによって接合する。この接合メカニズ
ムは、上述した手段(a)〜(d)と同様である。
【0029】手段(f)及び(g)は、この手段(e)
に加えて、過冷却液体域に加熱することによって生じる
第1の部材の粘性流動を利用し、この粘性流動によって
充填されて機械的結合を生じるような構造を第2の部材
に設けるものである。
に加えて、過冷却液体域に加熱することによって生じる
第1の部材の粘性流動を利用し、この粘性流動によって
充填されて機械的結合を生じるような構造を第2の部材
に設けるものである。
【0030】手段(f)では、第2の部材の熱膨張係数
が第1の部材の熱膨張係数よりも大きな場合であり、こ
の第2の部材の接合部に、第1の部材が過冷却液体域で
充填できるような凹部を設けている。冷却後において、
第2の部材の凹部内面と、凹部内に充填された第1の部
材の接合界面とが相互に密着する応力が生じるため、よ
り強固に接合することができる。
が第1の部材の熱膨張係数よりも大きな場合であり、こ
の第2の部材の接合部に、第1の部材が過冷却液体域で
充填できるような凹部を設けている。冷却後において、
第2の部材の凹部内面と、凹部内に充填された第1の部
材の接合界面とが相互に密着する応力が生じるため、よ
り強固に接合することができる。
【0031】手段(g)では、第2の部材の熱膨張係数
が第1の部材の熱膨張係数よりも小さい場合であり、こ
の第2の部材の接合部に、過冷却液体域で第1の部材が
その周囲に充填できるような凸部を設けている。冷却後
において、第2の部材の凸部外周と、凸部周囲に充填さ
れた第1の部材の接合界面とが相互に密着する応力が生
じるため、より強固に接合することができる。
が第1の部材の熱膨張係数よりも小さい場合であり、こ
の第2の部材の接合部に、過冷却液体域で第1の部材が
その周囲に充填できるような凸部を設けている。冷却後
において、第2の部材の凸部外周と、凸部周囲に充填さ
れた第1の部材の接合界面とが相互に密着する応力が生
じるため、より強固に接合することができる。
【0032】請求項2の発明の接合された部材は、少な
くとも接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金からな
る第1の部材と、少なくとも前記接合部が前記過冷却液
体域まで加熱されて押圧された後、冷却されることによ
り接合された接合部を、少なくとも部分的に有する第2
の部材と、を備えていることを特徴とする。
くとも接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金からな
る第1の部材と、少なくとも前記接合部が前記過冷却液
体域まで加熱されて押圧された後、冷却されることによ
り接合された接合部を、少なくとも部分的に有する第2
の部材と、を備えていることを特徴とする。
【0033】第1の部材及び第2の部材は、上述した請
求項1の方法又は、上述した具体的手段(a)〜(g)
のいずれかの方法によって接合されるものであり、強固
に接合された状態となっている。
求項1の方法又は、上述した具体的手段(a)〜(g)
のいずれかの方法によって接合されるものであり、強固
に接合された状態となっている。
【0034】請求項3の発明は、少なくとも一方の部材
における接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金から
なり、少なくとも前記接合部を前記過冷却液体域まで加
熱して他方の部材の接合部に押圧した後、冷却すること
により接合された2部材を分解する方法であって、前記
一方の部材の少なくとも接合部を前記過冷却液体域以上
の温度に加熱して分解することを特徴とする。
における接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金から
なり、少なくとも前記接合部を前記過冷却液体域まで加
熱して他方の部材の接合部に押圧した後、冷却すること
により接合された2部材を分解する方法であって、前記
一方の部材の少なくとも接合部を前記過冷却液体域以上
の温度に加熱して分解することを特徴とする。
【0035】この方法における過冷却液体域以上の温度
としては、接合の際に設定した温度以上の温度であっ
て、しかも少なくとも一方の部材の熱膨張係数が負とな
る温度と、非晶質合金からなる部材の結晶開始温度以
上の温度と、が択一的に選択できる。従って、この方法
では、以下の(h)及び(i)の具体的手段を含むもの
である。
としては、接合の際に設定した温度以上の温度であっ
て、しかも少なくとも一方の部材の熱膨張係数が負とな
る温度と、非晶質合金からなる部材の結晶開始温度以
上の温度と、が択一的に選択できる。従って、この方法
では、以下の(h)及び(i)の具体的手段を含むもの
である。
【0036】(h)手段(e)〜(g)のいずれかに記
載された方法によって接合された部材に対し、前記接合
する際に設定した温度以上の温度であって、且つ、前記
熱膨張係数が負となる温度以上に、前記少なくとも一方
の部材を加熱して一方の部材と他方の部材とを分解す
る。
載された方法によって接合された部材に対し、前記接合
する際に設定した温度以上の温度であって、且つ、前記
熱膨張係数が負となる温度以上に、前記少なくとも一方
の部材を加熱して一方の部材と他方の部材とを分解す
る。
【0037】液体急冷又は鋳造によって作製された非晶
質合金は、その過冷却液体域において熱膨張係数が負に
転じる特性を有し、収縮する。従って、非晶質合金を接
合する際に設定した温度以上の温度に再加熱することに
より、再度、過冷却液体域に加熱された非晶質合金が収
縮するため、他方の部材との接合面と解離を生じる。こ
れにより接合されている部材を分離し、分解することが
できる。
質合金は、その過冷却液体域において熱膨張係数が負に
転じる特性を有し、収縮する。従って、非晶質合金を接
合する際に設定した温度以上の温度に再加熱することに
より、再度、過冷却液体域に加熱された非晶質合金が収
縮するため、他方の部材との接合面と解離を生じる。こ
れにより接合されている部材を分離し、分解することが
できる。
【0038】(i)手段(a)〜(g)のいずれかに記
載された方法によって接合された部材に対し、少なくと
も過冷却液体域を有する非晶質合金からなる部材の接合
部を、その結晶化開始温度以上に加熱して、双方の部材
を分解する。
載された方法によって接合された部材に対し、少なくと
も過冷却液体域を有する非晶質合金からなる部材の接合
部を、その結晶化開始温度以上に加熱して、双方の部材
を分解する。
【0039】結晶化開始温度Tx以上に加熱することに
より、非晶質合金は数分以内に結晶化を開始する。又、
結晶化した非晶質合金は、結晶化以前の状態に比べて、
機械的強度が極端に低下する。従って、接合されていて
も、結晶化開始温度Tx以上に再加熱後、冷却された2
以上の部材は、非晶質合金からなる部材が結晶化して脆
弱となっているため、この部材を容易に破壊でき、この
破壊によって部材を分解することができる。
より、非晶質合金は数分以内に結晶化を開始する。又、
結晶化した非晶質合金は、結晶化以前の状態に比べて、
機械的強度が極端に低下する。従って、接合されていて
も、結晶化開始温度Tx以上に再加熱後、冷却された2
以上の部材は、非晶質合金からなる部材が結晶化して脆
弱となっているため、この部材を容易に破壊でき、この
破壊によって部材を分解することができる。
【0040】
【発明の実施の形態】 (実施の形態1)本実施の形態では過冷却液体域を有す
る非晶質合金(以下、特に断らない限り非晶質合金と称
す)からなる部材と他の部材との接合方法について、内
視鏡の湾曲部を構成する部材である節輪9の節輪本体2
とワイヤ受け1の接合を例にして、図l〜図4を用いて
説明する。節輪は節輪本体2の内側に接合されたワイヤ
受け1のワイヤ挿通口8にワイヤを通し、手元でワイヤ
を操作することにより、内視鏡の湾曲部の湾曲方向を調
整する部材である。図1は節輪9と通常2個又は4個の
ワイヤ受け1と加熱手段との配置を、1個の節輪本体2
と1個のワイヤ受け1について示す部分破断正面図、図
2は加熱後の節輪9の状態を示す部分破断正面図であ
る。
る非晶質合金(以下、特に断らない限り非晶質合金と称
す)からなる部材と他の部材との接合方法について、内
視鏡の湾曲部を構成する部材である節輪9の節輪本体2
とワイヤ受け1の接合を例にして、図l〜図4を用いて
説明する。節輪は節輪本体2の内側に接合されたワイヤ
受け1のワイヤ挿通口8にワイヤを通し、手元でワイヤ
を操作することにより、内視鏡の湾曲部の湾曲方向を調
整する部材である。図1は節輪9と通常2個又は4個の
ワイヤ受け1と加熱手段との配置を、1個の節輪本体2
と1個のワイヤ受け1について示す部分破断正面図、図
2は加熱後の節輪9の状態を示す部分破断正面図であ
る。
【0041】ワイヤ受け1は、過冷却液体域が絶対温度
50K以上である非晶質合金をリング状に成形すること
により精成されている。節輪本体2はステンレス鋼等の
金属からなっている。過冷却液体域を有する非晶質合金
はガラス遷移温度(Tg)が結晶化開始温度(Tx)よ
り低温側にあり、明瞭な過冷却液体域△T(Tx-T
g)を有する。この過冷却液体域では、非晶質合金は完
全ニュートン流体となる性質を有しており、この性質を
利用して、ワイヤ受け1 と節輪本体2とを接合すること
ができる。
50K以上である非晶質合金をリング状に成形すること
により精成されている。節輪本体2はステンレス鋼等の
金属からなっている。過冷却液体域を有する非晶質合金
はガラス遷移温度(Tg)が結晶化開始温度(Tx)よ
り低温側にあり、明瞭な過冷却液体域△T(Tx-T
g)を有する。この過冷却液体域では、非晶質合金は完
全ニュートン流体となる性質を有しており、この性質を
利用して、ワイヤ受け1 と節輪本体2とを接合すること
ができる。
【0042】ワイヤ受けlと節輪本体2との接合方法
は、図1に示すように、節輪本体2の内面にワイヤ受け1
の外径部分を当接させ、ワイヤ受け1 の当接部1 aを
ヒータ5により非晶質合金の過冷却液体域に局部的に加
熱し、当接部1 aの非晶質合金をニュートン流動を示す
まで軟化させる。これにより、当接部1 aは、図2に示
すように流動体部1 bとなり、節輸本体2の内面に密着
する。この後、加熱を停止し、流動体部1 bを固化さ
せ、ワイヤ受け1 と節輪本体2とを固着させる。この
時、ワイヤ受け1 は、当接部1 aの肉厚分のみ流動体と
なって固着するため、ワイヤ受け1 の節輪本体2の内面
での中心方向高さは、ワイヤ受け1 の肉厚分、低くなっ
て接合される。なお、ワイヤ受け1の当接部1aは、温
度に敏感に反応して急激に軟化するため、数十秒以内で
加熱であれば、ワイヤ受け1全体が加熱されて変形する
ことはない。
は、図1に示すように、節輪本体2の内面にワイヤ受け1
の外径部分を当接させ、ワイヤ受け1 の当接部1 aを
ヒータ5により非晶質合金の過冷却液体域に局部的に加
熱し、当接部1 aの非晶質合金をニュートン流動を示す
まで軟化させる。これにより、当接部1 aは、図2に示
すように流動体部1 bとなり、節輸本体2の内面に密着
する。この後、加熱を停止し、流動体部1 bを固化さ
せ、ワイヤ受け1 と節輪本体2とを固着させる。この
時、ワイヤ受け1 は、当接部1 aの肉厚分のみ流動体と
なって固着するため、ワイヤ受け1 の節輪本体2の内面
での中心方向高さは、ワイヤ受け1 の肉厚分、低くなっ
て接合される。なお、ワイヤ受け1の当接部1aは、温
度に敏感に反応して急激に軟化するため、数十秒以内で
加熱であれば、ワイヤ受け1全体が加熱されて変形する
ことはない。
【0043】図3及び図4は本実施の形態のさらに詳細
を示し、図3はワイヤ受けと節輪本体とを接合するため
の装置の概略正面図、図4はワイヤ受けlと節輪本体2
との接合部の拡大部分破断正面図である。
を示し、図3はワイヤ受けと節輪本体とを接合するため
の装置の概略正面図、図4はワイヤ受けlと節輪本体2
との接合部の拡大部分破断正面図である。
【0044】節輪本体2は、図3に示すように、2つの
節輪本体支持体3、3により上下方向から挟持されてい
る。節輪の中心に対して対称位置にある2つのワイヤ受
け1、1 は節輪本体2の内面に水平方向から挿入された
2つのワイヤ受け支持体4、4により支持されている。
ワイヤ受け1の外周に沿った形状のワイヤ受け支持体
4、4には、内部に図示を省略した空気路が長手方向に
貫通しており、ワイヤ受け1 、1 を吸引して保持する。
また、ワイヤ受け支持体4、4は、図示を省略した駆動
系に連結され、ワイヤ受け1 、1 を節輪本体2の内面に
押圧するようになっている。ワイヤ受け1 、1 は液体急
冷法にて製作した過冷却液体域を有する非晶質合金Zr
65Cu27.5Al 7.5 (添字は原子%、ガラス遷移温度
(Tg)367℃、結晶化開始温度(Tx)467℃、
過冷却液体域(△T)1 00℃、熟膨張係数10×10
-6)により成形されている。
節輪本体支持体3、3により上下方向から挟持されてい
る。節輪の中心に対して対称位置にある2つのワイヤ受
け1、1 は節輪本体2の内面に水平方向から挿入された
2つのワイヤ受け支持体4、4により支持されている。
ワイヤ受け1の外周に沿った形状のワイヤ受け支持体
4、4には、内部に図示を省略した空気路が長手方向に
貫通しており、ワイヤ受け1 、1 を吸引して保持する。
また、ワイヤ受け支持体4、4は、図示を省略した駆動
系に連結され、ワイヤ受け1 、1 を節輪本体2の内面に
押圧するようになっている。ワイヤ受け1 、1 は液体急
冷法にて製作した過冷却液体域を有する非晶質合金Zr
65Cu27.5Al 7.5 (添字は原子%、ガラス遷移温度
(Tg)367℃、結晶化開始温度(Tx)467℃、
過冷却液体域(△T)1 00℃、熟膨張係数10×10
-6)により成形されている。
【0045】ワイヤ受け1、1の節輪本体2との当接部
1a、1aを加熱する手段としての、ヒータ5、5は、ワ
イヤ受け1、1をそれぞれl個ずつ節輪本体2側から加
熱できるように対向して2個配設されている。また、ヒ
ータ5、5は図示を省略した電圧調整器を介して電源に
接続されており、加熱のための電圧を調整できるように
なっている。さらに、ヒータ5、5にはチューブ6、6
が接続され、流量計7、7を介して図示を省略したAr
など不活性ガス源に連通し、供給される不活性ガスを調
整することができる。
1a、1aを加熱する手段としての、ヒータ5、5は、ワ
イヤ受け1、1をそれぞれl個ずつ節輪本体2側から加
熱できるように対向して2個配設されている。また、ヒ
ータ5、5は図示を省略した電圧調整器を介して電源に
接続されており、加熱のための電圧を調整できるように
なっている。さらに、ヒータ5、5にはチューブ6、6
が接続され、流量計7、7を介して図示を省略したAr
など不活性ガス源に連通し、供給される不活性ガスを調
整することができる。
【0046】つぎに、対称位置にあるワイヤ受けの内、
l対のワイヤ受け1 と節輸本体2との接合方法について
説明する。図3に示すように、節輪本体支持体3により
上下方向から挟持された節輪本体2のワイヤ受け1の取
付け位置に、ワイヤ受け1を当接させる。当接力は、1
00〜500gfが良好である。流量計7によって流量
を調整された不活性ガスを、チューブ6からヒータ5に
導いて、ヒータ5中で加熱し、熱流体を噴出させること
によりワイヤ受け1を節輪本体2側から加熱する。加熱
により節輪本体2の温度が上昇し、つづいて、節輪本体
2からの熱伝導によりワイヤ受け1が昇温する。ワイヤ
受けlの当接部1aがガラス遷移温度Tg(367℃)
以上に達すると、当接部1aの非晶質合金がニュートン
流動体となり、図4に示すように、当接部1aは流動体
部1bとなって節輪本体2の内面に密着する。
l対のワイヤ受け1 と節輸本体2との接合方法について
説明する。図3に示すように、節輪本体支持体3により
上下方向から挟持された節輪本体2のワイヤ受け1の取
付け位置に、ワイヤ受け1を当接させる。当接力は、1
00〜500gfが良好である。流量計7によって流量
を調整された不活性ガスを、チューブ6からヒータ5に
導いて、ヒータ5中で加熱し、熱流体を噴出させること
によりワイヤ受け1を節輪本体2側から加熱する。加熱
により節輪本体2の温度が上昇し、つづいて、節輪本体
2からの熱伝導によりワイヤ受け1が昇温する。ワイヤ
受けlの当接部1aがガラス遷移温度Tg(367℃)
以上に達すると、当接部1aの非晶質合金がニュートン
流動体となり、図4に示すように、当接部1aは流動体
部1bとなって節輪本体2の内面に密着する。
【0047】この後、加熱を停止し、流動体部1bを固
化させることにより、ワイヤ受け1と節輪本体2とを固
着する。このとき、ワイヤ受け1の当接部1aの肉厚分
だけ流動体となり、節輪本体2の内面に固着されるた
め、ワイヤ受け1の節輪本体2の中心方向への高さは、
ワイヤ受け1の肉厚分低くなって接合される。
化させることにより、ワイヤ受け1と節輪本体2とを固
着する。このとき、ワイヤ受け1の当接部1aの肉厚分
だけ流動体となり、節輪本体2の内面に固着されるた
め、ワイヤ受け1の節輪本体2の中心方向への高さは、
ワイヤ受け1の肉厚分低くなって接合される。
【0048】ヒータ5による加熱の際には、ワイヤ受け
1の当接部1aのみがニュートン流動体となり、操作ワ
イヤの挿通口8までもがニュートン流動体とならないよ
うにヒータ5の電圧調整や流量計7による流量調整等を
通じて加熱温度履歴を制御する。なお、本実施の形態で
は、ヒータの加熱温度を367℃〜467℃、加熱時間
を10〜30秒とした。
1の当接部1aのみがニュートン流動体となり、操作ワ
イヤの挿通口8までもがニュートン流動体とならないよ
うにヒータ5の電圧調整や流量計7による流量調整等を
通じて加熱温度履歴を制御する。なお、本実施の形態で
は、ヒータの加熱温度を367℃〜467℃、加熱時間
を10〜30秒とした。
【0049】加熱の際、非晶質合金Zr65Al7.5 Cu
27.5の酸化を防止するため雰囲気全体をAr等不活性ガ
ス雰囲気としている。また、接合後の冷却速度は、可能
な限り大きい方が加熱による非晶質合金の脆化を防止す
る効果がある。本実施の形態では加熱時間が短時間なの
で、自然冷却によっても十分な冷却速度を得ることがで
きる。さらに必要に応じて、接合後、ヒータ5の加熱を
停止し、加熱部位に不活性ガスの冷風を送風することに
より、冷却速度を向上させることができる。検討の結
果、冷却速度50℃/min以上の場合に、成形前の素
材強度の90%以上を保つことができた。さらに、接合
時間、加熟温度により非晶質合金が結晶化する場合があ
るが、本実施の形態の場合、接合時間が数10秒と短時
間であるために、結晶化は発生しなかった。又、加熱時
間は最大で0.5分、接合時間は最大で1分程度であ
り、加熱温度が最大で467℃、冷却速度が50℃/m
in以上なので過冷却液体域より十分に低い120℃以
下の温度まで冷却する時間は7分以内となり、しかも加
熱開始から冷却終了まで9分以内と短時間であるため、
接合部の脆弱化が防止され、大きな強度を保持すること
ができた。
27.5の酸化を防止するため雰囲気全体をAr等不活性ガ
ス雰囲気としている。また、接合後の冷却速度は、可能
な限り大きい方が加熱による非晶質合金の脆化を防止す
る効果がある。本実施の形態では加熱時間が短時間なの
で、自然冷却によっても十分な冷却速度を得ることがで
きる。さらに必要に応じて、接合後、ヒータ5の加熱を
停止し、加熱部位に不活性ガスの冷風を送風することに
より、冷却速度を向上させることができる。検討の結
果、冷却速度50℃/min以上の場合に、成形前の素
材強度の90%以上を保つことができた。さらに、接合
時間、加熟温度により非晶質合金が結晶化する場合があ
るが、本実施の形態の場合、接合時間が数10秒と短時
間であるために、結晶化は発生しなかった。又、加熱時
間は最大で0.5分、接合時間は最大で1分程度であ
り、加熱温度が最大で467℃、冷却速度が50℃/m
in以上なので過冷却液体域より十分に低い120℃以
下の温度まで冷却する時間は7分以内となり、しかも加
熱開始から冷却終了まで9分以内と短時間であるため、
接合部の脆弱化が防止され、大きな強度を保持すること
ができた。
【0050】本実施の形態によれば、従来ロー付けによ
り行われていたワイヤ受けの接合に対して、ロー材を用
いないため、フラックス洗浄を必要とせず、かつ非晶質
合金からなるワイヤ受け1と他の金属材料からなる部材
である節輪本体2の接合部のみを加熱したので、操作ワ
イヤの挿通口8がロー材で埋まることはない。また、節
輪本体2にワイヤ受け1を嵌合させるための切り欠きも
必要なく、成形が容易となると共に、節輪本休2の外側
に周設される網管に流動体が流出することもない。これ
により、製造コストが大幅に低減され、安価な節輪を得
ることができる。
り行われていたワイヤ受けの接合に対して、ロー材を用
いないため、フラックス洗浄を必要とせず、かつ非晶質
合金からなるワイヤ受け1と他の金属材料からなる部材
である節輪本体2の接合部のみを加熱したので、操作ワ
イヤの挿通口8がロー材で埋まることはない。また、節
輪本体2にワイヤ受け1を嵌合させるための切り欠きも
必要なく、成形が容易となると共に、節輪本休2の外側
に周設される網管に流動体が流出することもない。これ
により、製造コストが大幅に低減され、安価な節輪を得
ることができる。
【0051】本実施の形態では、加熱手段として、ヒー
タを用いたが、これに替えて、レーザビームや電子ビー
ムなどの高密度エネルギービームによる加熱や、高周波
誘導加熱を用いてもよい。また、ワイヤ受けを2個同時
に接合する場合を示したが、ワイヤ受けの個数に制限さ
れるものではない。
タを用いたが、これに替えて、レーザビームや電子ビー
ムなどの高密度エネルギービームによる加熱や、高周波
誘導加熱を用いてもよい。また、ワイヤ受けを2個同時
に接合する場合を示したが、ワイヤ受けの個数に制限さ
れるものではない。
【0052】(実施の形態2)本実施の形態では、過冷
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と他の部材と
の接合方法について、内視鏡節輪の節輪本体とワイヤ受
けとの接合を例にして、図5、図6を用いて説明する。
図5はワイヤ受け1と節輪本体2とを接合するための装
置の断面図、図6はワイヤ受けと節輪本体との接合部の
拡大断面図である。この実施の形態2の構成は、加熱手
段を除いた以外、実施の形態1の実施の形態と同様のた
め、同一部分に同一符号を対して対応させ、重複する説
明を省略する。
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と他の部材と
の接合方法について、内視鏡節輪の節輪本体とワイヤ受
けとの接合を例にして、図5、図6を用いて説明する。
図5はワイヤ受け1と節輪本体2とを接合するための装
置の断面図、図6はワイヤ受けと節輪本体との接合部の
拡大断面図である。この実施の形態2の構成は、加熱手
段を除いた以外、実施の形態1の実施の形態と同様のた
め、同一部分に同一符号を対して対応させ、重複する説
明を省略する。
【0053】実施の形態2の特徴は、加熱手段として超
音波振動を用いることにある。図5において、ワイヤ受
け1の操作ワイヤの挿通口8に、ピン11が挿通してい
る。ビン11は図示を省略した超音波発生器に連結さ
れ、超音波発生器からの超音波振動をワイヤ受け1に伝
達するように作用する。ワイヤ受け1を節輪本体2に押
圧するワイヤ受け支持体4には、空気路12が長手方向
に貫通しており、ワイヤ受け1を吸引して保持する。
音波振動を用いることにある。図5において、ワイヤ受
け1の操作ワイヤの挿通口8に、ピン11が挿通してい
る。ビン11は図示を省略した超音波発生器に連結さ
れ、超音波発生器からの超音波振動をワイヤ受け1に伝
達するように作用する。ワイヤ受け1を節輪本体2に押
圧するワイヤ受け支持体4には、空気路12が長手方向
に貫通しており、ワイヤ受け1を吸引して保持する。
【0054】ワイヤ受け1と節輪本体2との接合方法
は、ワイヤ受け支持体4にワイヤ受け1を吸引保持し、
上下方向から挟持された節輪本体2の内面に、約30〜
500gf当接力で当接させる。ワイヤ受け1の挿通口
8に、ビン11を挿通する。超音波発生器を駆動し、ビ
ン11を通じて超音波振動をワイヤ受け1に伝達する。
超音波の振動数は30〜100kHz、出力を100W
〜3kWとした。
は、ワイヤ受け支持体4にワイヤ受け1を吸引保持し、
上下方向から挟持された節輪本体2の内面に、約30〜
500gf当接力で当接させる。ワイヤ受け1の挿通口
8に、ビン11を挿通する。超音波発生器を駆動し、ビ
ン11を通じて超音波振動をワイヤ受け1に伝達する。
超音波の振動数は30〜100kHz、出力を100W
〜3kWとした。
【0055】超音波振動によってワイヤ受け1の当接部
1aは、節輪2との摩擦によって昇温する。当接部1a
の温度が367℃以上に達すると、当接部1aの非晶質
合金がニュートン流動体になり、当接部1aは、図6に
示すように流動体部1bとなる。当接部1aがニュート
ン流動体になるのと同時に、ワイヤ受けlを節輪本体2
に押圧する。押圧力は300gf〜1kgf、押圧時間
は100秒が良好である。この押圧力により、ワイヤ受
け1の流動体部1bを節輪本体2に密着させることがで
きる。
1aは、節輪2との摩擦によって昇温する。当接部1a
の温度が367℃以上に達すると、当接部1aの非晶質
合金がニュートン流動体になり、当接部1aは、図6に
示すように流動体部1bとなる。当接部1aがニュート
ン流動体になるのと同時に、ワイヤ受けlを節輪本体2
に押圧する。押圧力は300gf〜1kgf、押圧時間
は100秒が良好である。この押圧力により、ワイヤ受
け1の流動体部1bを節輪本体2に密着させることがで
きる。
【0056】この後、超音波振動を停止し、流動体部1
bを冷却によって固化させて、ワイヤ受け1と節輪本体
2とを接合する。接合後の冷却速度は、可能な限り大き
い方が加熱による非晶質合金の脆化を防止する効果があ
る。本実施の形態では冷却速度50℃/min以上であ
り、成形前の素材強度の90%以上を保つことができ
た。さらに、接合時間、加熱温度により非晶質合金が結
晶化する場合があるが、本実施の形態の場合、接合時間
が100秒と短時間であるために、悪影響となる結晶化
は発生しなかった。なお、ワイヤ受けの結晶化率が70
%以上となると、材料の脆化により実用上十分な強度が
得られなかった。
bを冷却によって固化させて、ワイヤ受け1と節輪本体
2とを接合する。接合後の冷却速度は、可能な限り大き
い方が加熱による非晶質合金の脆化を防止する効果があ
る。本実施の形態では冷却速度50℃/min以上であ
り、成形前の素材強度の90%以上を保つことができ
た。さらに、接合時間、加熱温度により非晶質合金が結
晶化する場合があるが、本実施の形態の場合、接合時間
が100秒と短時間であるために、悪影響となる結晶化
は発生しなかった。なお、ワイヤ受けの結晶化率が70
%以上となると、材料の脆化により実用上十分な強度が
得られなかった。
【0057】この実施の形態2によれば、実施の形態l
の効果に加え、ワイヤ受けlと節輪本体2との接合が、
接合部の摩擦熱による局部加熱となるので、温度制御が
容易となる。また、ヒータ等による加熱が不要なため、
周辺部の酸化がなく、接合後の酸化皮膜除去工程が不要
となる。さらに、操作ワイヤ挿通孔8にピン11が挿通
されているので、ワイヤ受け1の押圧による操作ワイヤ
挿通孔8の潰れを防止することができる。
の効果に加え、ワイヤ受けlと節輪本体2との接合が、
接合部の摩擦熱による局部加熱となるので、温度制御が
容易となる。また、ヒータ等による加熱が不要なため、
周辺部の酸化がなく、接合後の酸化皮膜除去工程が不要
となる。さらに、操作ワイヤ挿通孔8にピン11が挿通
されているので、ワイヤ受け1の押圧による操作ワイヤ
挿通孔8の潰れを防止することができる。
【0058】この実施の形態2ではワイヤ受け1とし
て、Zr系非晶質合金であるZr65Al7.5 Cu
27.5(添字は原子%を示す)を使用したが、これに替え
て、節輪本休2の材質をZr系非晶質合金Zr65Al
7.5 Cu27.5(添字は原子%を示す)とすると共に、ワ
イヤ受け1をステンレス銅などの金属としても同様の効
果が得られる。
て、Zr系非晶質合金であるZr65Al7.5 Cu
27.5(添字は原子%を示す)を使用したが、これに替え
て、節輪本休2の材質をZr系非晶質合金Zr65Al
7.5 Cu27.5(添字は原子%を示す)とすると共に、ワ
イヤ受け1をステンレス銅などの金属としても同様の効
果が得られる。
【0059】(実施の形態3)本実施の形態では過冷却
液体域を有する非晶質合金からなる部材を相互に接合す
る方法について、内視鏡の節輪の節輪本体とワイヤ受け
との接合方法を例として、図5、図6および図7を用い
て説明する。図5と図6は節輪本体の材質は異なる以外
の構造が、実施の形態2と同じであり、図7はワイヤ受
けと節輪本体との接合部の拡大断面図である。
液体域を有する非晶質合金からなる部材を相互に接合す
る方法について、内視鏡の節輪の節輪本体とワイヤ受け
との接合方法を例として、図5、図6および図7を用い
て説明する。図5と図6は節輪本体の材質は異なる以外
の構造が、実施の形態2と同じであり、図7はワイヤ受
けと節輪本体との接合部の拡大断面図である。
【0060】この実施の形態では、ワイヤ受け1をZr
系非晶質合金Zr65Al7.5 Cu27 .5(添字は原子%を
示し、実施の形態1と同一特性)とし、節輪本体13を
Zr系非晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 (添字は原
子%、ガラス遷移温度(Tg)420℃、結晶化開始温
度(Tx)504℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱
膨張係数10×10-6)とした。他の構成は、節輪本体
13の材質を除いて、発明の実施の形態2と同様のた
め、同一部分の説明を省略する。
系非晶質合金Zr65Al7.5 Cu27 .5(添字は原子%を
示し、実施の形態1と同一特性)とし、節輪本体13を
Zr系非晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 (添字は原
子%、ガラス遷移温度(Tg)420℃、結晶化開始温
度(Tx)504℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱
膨張係数10×10-6)とした。他の構成は、節輪本体
13の材質を除いて、発明の実施の形態2と同様のた
め、同一部分の説明を省略する。
【0061】ワイヤ受け1と節輪本体13との接合で
は、図5に示すように、ワイヤ受け1を、ワイヤ受け支
持体4に吸引して保持し、節輪本体13(図5の節輪本
体2と同一)の内面に、約30〜500gfの当接力で
当接させる。そして、ワイヤ受けlの操作ワイヤの挿通
孔8に、ピン11を挿通する。図示を省略した超音波発
生器を駆動し、ピン11を通じて超音波振動をワイヤ受
け1に伝達する。超音波の振動数は30〜100kH
z、出力は100W〜3kWとした。この超音波振動に
よりワイヤ受け1の当接部1aは、節輪本体13との摩
擦によって昇温する。
は、図5に示すように、ワイヤ受け1を、ワイヤ受け支
持体4に吸引して保持し、節輪本体13(図5の節輪本
体2と同一)の内面に、約30〜500gfの当接力で
当接させる。そして、ワイヤ受けlの操作ワイヤの挿通
孔8に、ピン11を挿通する。図示を省略した超音波発
生器を駆動し、ピン11を通じて超音波振動をワイヤ受
け1に伝達する。超音波の振動数は30〜100kH
z、出力は100W〜3kWとした。この超音波振動に
よりワイヤ受け1の当接部1aは、節輪本体13との摩
擦によって昇温する。
【0062】当接部1aの温度が367℃以上に達する
と、当接部1aの非晶質合金がニュートン流動体にな
り、図6に示すように当接部1aは流動体部1bとな
る。当接部1aがニュートン流動体になるのと同時に、
ワイヤ受け1を節輪本体13(図6の節輪本体2と同
一)に押圧する。押圧力は300gf〜1kgf、押圧
時間は60秒とした。この押圧により、図6に示すよう
にワイヤ受け1の流動体部1bが変形し、節輪本体13
の内面に定着した状態になる。
と、当接部1aの非晶質合金がニュートン流動体にな
り、図6に示すように当接部1aは流動体部1bとな
る。当接部1aがニュートン流動体になるのと同時に、
ワイヤ受け1を節輪本体13(図6の節輪本体2と同
一)に押圧する。押圧力は300gf〜1kgf、押圧
時間は60秒とした。この押圧により、図6に示すよう
にワイヤ受け1の流動体部1bが変形し、節輪本体13
の内面に定着した状態になる。
【0063】さらに超音波振動を続行すると、図7に示
すように節輪本体13のワイヤ受け1との当接部が42
0℃以上に昇温してニュートン流動体となって、流動体
部13bを形成し、ワイヤ受け1の流動体部1bと混合
した状態になる。その後、超音波振動を停止し、流動体
部1b、13bを冷却によって固化させ、ワイヤ受け1
と節輪本体13とを接合する。この時、接合部または全
体の雰囲気をAr等不活性ガスとすることにより、Zr
系非晶質合金の酸化を防止できる。さらに加工中の雰囲
気を10-2Pa以下の真空とすることにより、酸化がな
いばかりでなく、気体の混入に起因する空隙の発生が防
止でき、接合強度が向上する。接合後の冷却速度は、可
能な限り大きい方が加熱による非晶質合金の脆化を防止
する効果がある。本実施の形態では50℃/min以上
の冷却速度であり、成形前の素材強度の90%以上を保
つことができた。さらに、接合時間、加熱温度により非
晶質合金が結晶化する場合があるが、本実施の形態の場
合、接合時間が60秒と短時間であるために、悪影響と
なる結晶化は発生しなかった。なお、ワイヤ受けの結晶
化率が70%以上となると、材料の脆化により実用上十
分な強度が得られなかった。
すように節輪本体13のワイヤ受け1との当接部が42
0℃以上に昇温してニュートン流動体となって、流動体
部13bを形成し、ワイヤ受け1の流動体部1bと混合
した状態になる。その後、超音波振動を停止し、流動体
部1b、13bを冷却によって固化させ、ワイヤ受け1
と節輪本体13とを接合する。この時、接合部または全
体の雰囲気をAr等不活性ガスとすることにより、Zr
系非晶質合金の酸化を防止できる。さらに加工中の雰囲
気を10-2Pa以下の真空とすることにより、酸化がな
いばかりでなく、気体の混入に起因する空隙の発生が防
止でき、接合強度が向上する。接合後の冷却速度は、可
能な限り大きい方が加熱による非晶質合金の脆化を防止
する効果がある。本実施の形態では50℃/min以上
の冷却速度であり、成形前の素材強度の90%以上を保
つことができた。さらに、接合時間、加熱温度により非
晶質合金が結晶化する場合があるが、本実施の形態の場
合、接合時間が60秒と短時間であるために、悪影響と
なる結晶化は発生しなかった。なお、ワイヤ受けの結晶
化率が70%以上となると、材料の脆化により実用上十
分な強度が得られなかった。
【0064】この実施の形態によれぱ、実施の形態2の
効果に加え、双方の部材が非晶質合金からなることによ
り、接合強度を強化できるため、節輪の信頼性が向上す
る。なお、この実施の形態では、ワイヤ受け1をZr系
非晶質合金Zr65Al7.5 Cu27.5(添字は原子%)と
し、節輪本体13をZr系非晶質合金Zr55Cu30Al
10Ni5 (添字は原子%)としたが、これを入れ替えて
もよい。
効果に加え、双方の部材が非晶質合金からなることによ
り、接合強度を強化できるため、節輪の信頼性が向上す
る。なお、この実施の形態では、ワイヤ受け1をZr系
非晶質合金Zr65Al7.5 Cu27.5(添字は原子%)と
し、節輪本体13をZr系非晶質合金Zr55Cu30Al
10Ni5 (添字は原子%)としたが、これを入れ替えて
もよい。
【0065】(実施の形態4)本実施の形態では過冷却
液体域の中心温度が異なる部材を相互に接合する方法に
ついて、内視鏡の節輪の節輪本体とワイヤ受けとの接合
方法を例として、図8〜図10を用いて説明する。図9
は、ワイヤ受け18と節輪本体13との接合部の拡大断
面図である。本発明の実施の形態4では、ワイヤ受け1
8をPd系非晶質合金Pd40Cu30Ni10P20(添字は
原子%、ガラス遷移温度(Tg)302℃、結晶化開始
温度(Tx)397℃、過冷却液体域(△T)95℃、
熱膨張係数6×10-6)とし、接輪本体13をZr系非
晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 (添字は原子%、ガ
ラス遷移温度(Tg)420℃、結晶化開始温度(T
x)504℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱膨張係
数は10×10-6)とした。
液体域の中心温度が異なる部材を相互に接合する方法に
ついて、内視鏡の節輪の節輪本体とワイヤ受けとの接合
方法を例として、図8〜図10を用いて説明する。図9
は、ワイヤ受け18と節輪本体13との接合部の拡大断
面図である。本発明の実施の形態4では、ワイヤ受け1
8をPd系非晶質合金Pd40Cu30Ni10P20(添字は
原子%、ガラス遷移温度(Tg)302℃、結晶化開始
温度(Tx)397℃、過冷却液体域(△T)95℃、
熱膨張係数6×10-6)とし、接輪本体13をZr系非
晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 (添字は原子%、ガ
ラス遷移温度(Tg)420℃、結晶化開始温度(T
x)504℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱膨張係
数は10×10-6)とした。
【0066】ワイヤ受け18と節輪本体13との接合
は、図8に示すように、図示を省略した内部ヒータによ
って450℃に加熱された圧子14を押圧力1kgfで
節輪本体13の内壁13bに押圧する。この押圧に伴う
圧子先端部14aからの熱伝導により、節輪本体13の
内壁13bが過冷却液体域に加熱され流動化するため、
圧子先端部14aが節輪本体13の内壁13bに埋没す
る。このとき、節輪本体13が変形しないように、当金
15を節輪本体13の外壁に当接させる。
は、図8に示すように、図示を省略した内部ヒータによ
って450℃に加熱された圧子14を押圧力1kgfで
節輪本体13の内壁13bに押圧する。この押圧に伴う
圧子先端部14aからの熱伝導により、節輪本体13の
内壁13bが過冷却液体域に加熱され流動化するため、
圧子先端部14aが節輪本体13の内壁13bに埋没す
る。このとき、節輪本体13が変形しないように、当金
15を節輪本体13の外壁に当接させる。
【0067】圧子先端部14aを節輪本体13の内壁1
3bに所定量、埋没させた後、圧子14を退避させる。
退避後、図9に示すように節輪本体13の内壁13bに
は圧子先端部14aの外形に対応した形状の空間16が
形成される。この場合、上記工程を10-3Pa以下の真
空中で行うことにより、空間16の内面には清浄な新生
面16aが形成される。
3bに所定量、埋没させた後、圧子14を退避させる。
退避後、図9に示すように節輪本体13の内壁13bに
は圧子先端部14aの外形に対応した形状の空間16が
形成される。この場合、上記工程を10-3Pa以下の真
空中で行うことにより、空間16の内面には清浄な新生
面16aが形成される。
【0068】次に、図9に示すようにピン11と把持具
17とによって把持されたワイヤ受け18を、空間16
上の位置に配置し、ワイヤ受け18の操作ワイヤの挿通
孔8に挿通されたピン11により、ワイヤ受け18を節
輪本体13の内壁13bの空間16の開口部に当接力1
00gfで当接させる。さらに、図示を省略した超音波
発生器を駆動し、ピン11を通じて超音波振動をワイヤ
受け18に伝達する。超音波の振動数は30〜100k
Hz、出力は100W〜3kWとした。この超音波振動
によってワイヤ受け18の当接部は、節輪本体13との
摩擦によって昇温する。当接部の温度が302℃以上に
達すると、当接部18aの非晶質合金がニユートン流動
体になり、図10に示すように当接部は流動体部18b
となる。
17とによって把持されたワイヤ受け18を、空間16
上の位置に配置し、ワイヤ受け18の操作ワイヤの挿通
孔8に挿通されたピン11により、ワイヤ受け18を節
輪本体13の内壁13bの空間16の開口部に当接力1
00gfで当接させる。さらに、図示を省略した超音波
発生器を駆動し、ピン11を通じて超音波振動をワイヤ
受け18に伝達する。超音波の振動数は30〜100k
Hz、出力は100W〜3kWとした。この超音波振動
によってワイヤ受け18の当接部は、節輪本体13との
摩擦によって昇温する。当接部の温度が302℃以上に
達すると、当接部18aの非晶質合金がニユートン流動
体になり、図10に示すように当接部は流動体部18b
となる。
【0069】当接部が流動体18bになるのと同時に、
ワイヤ受け18を節輪本体13に押圧する。押圧力は3
00gf〜1kgf、押圧時間は100秒である。この
押圧により、ワイヤ受け18の流動体部18bが変形
し、節輪本体13に形成された空間16に充填される。
このとき、変形によって流動体部18b表面に生じた新
生面と、空間16内面の新生面16aが接触することに
より、金属原子が相互に、しかも強固に接合される。
ワイヤ受け18を節輪本体13に押圧する。押圧力は3
00gf〜1kgf、押圧時間は100秒である。この
押圧により、ワイヤ受け18の流動体部18bが変形
し、節輪本体13に形成された空間16に充填される。
このとき、変形によって流動体部18b表面に生じた新
生面と、空間16内面の新生面16aが接触することに
より、金属原子が相互に、しかも強固に接合される。
【0070】この後超音波振動を停止し、流動体部18
bを冷却によって固化させ、ワイヤ受け18と節輪本体
13とを接合する。以上の加工中の雰囲気は、新生面の
酸化を防止する観点から、10-3Pa以下の真空である
ことが望ましい。また、接合後の冷却速度は、可能な限
り大きい方が加熟による非晶質含金の脆化を防止する効
果がある。本実施の形態では50℃/min以上の冷却
速度であり、成形前の素材強度の90%以上を保つこと
ができた。さらに、接合時間、加熟温度により非晶質合
金が結晶化する場合があるが、本実施の形態の場合、接
合時間が100秒と比較的短時間であるために、結晶化
は発生しなかった。このように接合された接合部のサン
プルを採取し、電子顕微鏡で接合面を5万倍に拡大して
観察したところ、拡散層の厚さは約200nmであり、
無視し得る厚さであるが判明した。従って、脆弱な中間
層がほとんどなく、接合強度が高く維持されているが明
らかとなった。なお、ワイヤ受けの結晶化率が70%以
上となると、材料の脆化により実用上十分な強度が得ら
れなかった。
bを冷却によって固化させ、ワイヤ受け18と節輪本体
13とを接合する。以上の加工中の雰囲気は、新生面の
酸化を防止する観点から、10-3Pa以下の真空である
ことが望ましい。また、接合後の冷却速度は、可能な限
り大きい方が加熟による非晶質含金の脆化を防止する効
果がある。本実施の形態では50℃/min以上の冷却
速度であり、成形前の素材強度の90%以上を保つこと
ができた。さらに、接合時間、加熟温度により非晶質合
金が結晶化する場合があるが、本実施の形態の場合、接
合時間が100秒と比較的短時間であるために、結晶化
は発生しなかった。このように接合された接合部のサン
プルを採取し、電子顕微鏡で接合面を5万倍に拡大して
観察したところ、拡散層の厚さは約200nmであり、
無視し得る厚さであるが判明した。従って、脆弱な中間
層がほとんどなく、接合強度が高く維持されているが明
らかとなった。なお、ワイヤ受けの結晶化率が70%以
上となると、材料の脆化により実用上十分な強度が得ら
れなかった。
【0071】この実施の形態によれば、実施の形態3の
効果に加え、新生面が相互に接触することによる接合効
果と、形成された凹凸部の機械的接合により、接合強度
をさらに増大させることができる。なお、この実施の形
態では、ワイヤ受け18をPd40Cu30Ni10P20と
し、節輪本体13をZr系非晶質合金Zr55Cu30Al
10Ni5 としたが、ワイヤ受け1に使用した非晶質合金
の過冷却液体域が節輪本体13の非晶質合金の過冷却液
体域よりも低温側にあれば、他の過冷却液体域を有する
非晶質合金の組合せを用いることができる。
効果に加え、新生面が相互に接触することによる接合効
果と、形成された凹凸部の機械的接合により、接合強度
をさらに増大させることができる。なお、この実施の形
態では、ワイヤ受け18をPd40Cu30Ni10P20と
し、節輪本体13をZr系非晶質合金Zr55Cu30Al
10Ni5 としたが、ワイヤ受け1に使用した非晶質合金
の過冷却液体域が節輪本体13の非晶質合金の過冷却液
体域よりも低温側にあれば、他の過冷却液体域を有する
非晶質合金の組合せを用いることができる。
【0072】(実施の形態5)本実施の形態では、過冷
却液体域を有する非晶質合金からなるパイプと、他の金
属材料からなるパイプとの接合を例として、図11を用
いて説明する。図11(a)において、第1のパイプ2
0は液体急冷法によって製作した過冷却液体域を有する
非晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 (ガラス遷移温度
(Tg)420℃、結晶化開始温度(Tx)504℃、
過冷却液体域(△T)84℃、添字は原子%)からなる
外径16mm、肉厚1mm、長さ80mmの寸法となっ
ている。第2のパイプ21はステンレス鋼(SUS30
4)製の外径18mm、肉厚1mm、長さ100mmの
寸法となっている。従って、第1のパイプ20を第2の
パイプ21内に挿入することができる。
却液体域を有する非晶質合金からなるパイプと、他の金
属材料からなるパイプとの接合を例として、図11を用
いて説明する。図11(a)において、第1のパイプ2
0は液体急冷法によって製作した過冷却液体域を有する
非晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 (ガラス遷移温度
(Tg)420℃、結晶化開始温度(Tx)504℃、
過冷却液体域(△T)84℃、添字は原子%)からなる
外径16mm、肉厚1mm、長さ80mmの寸法となっ
ている。第2のパイプ21はステンレス鋼(SUS30
4)製の外径18mm、肉厚1mm、長さ100mmの
寸法となっている。従って、第1のパイプ20を第2の
パイプ21内に挿入することができる。
【0073】まず図11(a)に示すように、第1のパ
イプ20を第2のパイプ21に挿入できるように、図示
しない治具により固定する。この時、非晶質合金が接合
時に酸化しないように周囲の雰囲気を10-2Pa以下の
真空、または純度99.999%以上のAr、Heなど
の不活性雰囲気とする。
イプ20を第2のパイプ21に挿入できるように、図示
しない治具により固定する。この時、非晶質合金が接合
時に酸化しないように周囲の雰囲気を10-2Pa以下の
真空、または純度99.999%以上のAr、Heなど
の不活性雰囲気とする。
【0074】次に、図11(b)に示すように、第1パ
イプ20を第2のパイプ21に所定量(本実施の形態で
は10mm)挿入し、内部に図示しない抵抗加熱ヒータ
を内蔵したステンレス鋼(SUS304)製のプランジ
ャ22を、第2のパイプ21側から挿入する。プランジ
ャ22は第2のパイプの内径と同一の外径となっている
大径部22bと、この大径部22bとテーパ部22aを
介して連設され第1のパイプ20の内径と同一の外径と
なっている小先端側の小径部22cによって形成されて
いる。このプランジャ22の挿入状態では、プランジャ
22のテーパ部22aと第2のパイプ21の内面21a
と第1のパイプ20の端面との間に空間24が形成され
る。この時、これらのパイプ20及び21の外径の変形
を防止するため、ステンレス鋼(SUS304)からな
る押さえ金具23を、外面に当接させる。
イプ20を第2のパイプ21に所定量(本実施の形態で
は10mm)挿入し、内部に図示しない抵抗加熱ヒータ
を内蔵したステンレス鋼(SUS304)製のプランジ
ャ22を、第2のパイプ21側から挿入する。プランジ
ャ22は第2のパイプの内径と同一の外径となっている
大径部22bと、この大径部22bとテーパ部22aを
介して連設され第1のパイプ20の内径と同一の外径と
なっている小先端側の小径部22cによって形成されて
いる。このプランジャ22の挿入状態では、プランジャ
22のテーパ部22aと第2のパイプ21の内面21a
と第1のパイプ20の端面との間に空間24が形成され
る。この時、これらのパイプ20及び21の外径の変形
を防止するため、ステンレス鋼(SUS304)からな
る押さえ金具23を、外面に当接させる。
【0075】次工程としてプランジャ22内部の抵抗加
熱ヒータに通電して加熱し、パイプ20及びパイプ21
の接合部分を非晶質合金の過冷却液体域内の450℃ま
で、平均昇温速度20℃/minで加熱する。この際、
必要に応じて押さえ金具23内にも抵抗加熱ヒータを内
蔵したり、外部より高周波加熱、放射加熱装置などによ
り補助加熱をすることにより、昇温速度を高めることが
できる。昇温速度を向上させることにより、非晶質合金
を速やかに接合温度にまで加熱して、接合できるので、
非晶質合金の結晶化を防止することができる。
熱ヒータに通電して加熱し、パイプ20及びパイプ21
の接合部分を非晶質合金の過冷却液体域内の450℃ま
で、平均昇温速度20℃/minで加熱する。この際、
必要に応じて押さえ金具23内にも抵抗加熱ヒータを内
蔵したり、外部より高周波加熱、放射加熱装置などによ
り補助加熱をすることにより、昇温速度を高めることが
できる。昇温速度を向上させることにより、非晶質合金
を速やかに接合温度にまで加熱して、接合できるので、
非晶質合金の結晶化を防止することができる。
【0076】この昇温後、図11(c)に示すように、
プランジャ22を矢印方向に押圧する。この押圧では、
ブランジャ22のテーパ部22aにより、過冷却液体域
に加熟された非晶質合金製の第1のパイプ20が変形し
て、空間24が充填され、第2のパイプ21の内面に密
着する。本実施の形態では押圧力30kgfにより、3
00秒間押圧を行った。
プランジャ22を矢印方向に押圧する。この押圧では、
ブランジャ22のテーパ部22aにより、過冷却液体域
に加熟された非晶質合金製の第1のパイプ20が変形し
て、空間24が充填され、第2のパイプ21の内面に密
着する。本実施の形態では押圧力30kgfにより、3
00秒間押圧を行った。
【0077】押圧後、図11(d)に示すように、50
℃/min以上の冷却速度で速やかに300℃以下に冷
却し、プランジャ22および押さえ金具23を抜き去
り、さらに100℃以下に冷却後、大気中に取り出し
た。接合温度(450℃)から300℃までの冷却速度
は可能な限り大きい方が加熱による非晶質合金の脆化を
防止する効果がある。本実施の形態では冷却速度は50
℃/min以上であり、成形前の素材強度の90%以上
を保つことができた。
℃/min以上の冷却速度で速やかに300℃以下に冷
却し、プランジャ22および押さえ金具23を抜き去
り、さらに100℃以下に冷却後、大気中に取り出し
た。接合温度(450℃)から300℃までの冷却速度
は可能な限り大きい方が加熱による非晶質合金の脆化を
防止する効果がある。本実施の形態では冷却速度は50
℃/min以上であり、成形前の素材強度の90%以上
を保つことができた。
【0078】このようにして接合されたパイプ20及び
21は、非晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 の線熟膨
張係数10×10-6とSUS304の線熱膨張係数16
×10-6の差により焼き嵌め状態で締結されており、引
っ張り試験の結果、200kgf以上の締結力を示し、
実用上問題のない締結を行うことができた。
21は、非晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5 の線熟膨
張係数10×10-6とSUS304の線熱膨張係数16
×10-6の差により焼き嵌め状態で締結されており、引
っ張り試験の結果、200kgf以上の締結力を示し、
実用上問題のない締結を行うことができた。
【0079】この実施の形態では、図11(e)の様
に、第2のパイプ25の内面25aに構部26を設けて
も良く、これにより、さらに接合強度を高めることがで
きる。
に、第2のパイプ25の内面25aに構部26を設けて
も良く、これにより、さらに接合強度を高めることがで
きる。
【0080】以上のようにして接合されたパイプは、非
晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5の高い耐食性、硬
さ、耐磨耗性、および破壊靭性を利用して各種分注用ノ
ズル、内視鏡用超音波処置具の先端部、腐食性液体の加
熱用投入ヒータシースなどに利用でき、機能上不要なパ
イプ部をSUS304などの一般的な材質とすることに
より、機能およびコスト、加工性、組立性を向上させる
ことができる。
晶質合金Zr55Cu30Al10Ni5の高い耐食性、硬
さ、耐磨耗性、および破壊靭性を利用して各種分注用ノ
ズル、内視鏡用超音波処置具の先端部、腐食性液体の加
熱用投入ヒータシースなどに利用でき、機能上不要なパ
イプ部をSUS304などの一般的な材質とすることに
より、機能およびコスト、加工性、組立性を向上させる
ことができる。
【0081】(実施の形態6)本実施の形態では、過冷
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金より軟質な金属からなる部材との接合について、
パイプ相互の接合を例として、図12を用いて説明す
る。図12(a)において、第1のパイプ30は液体急
冷法によって製作した過冷却液体域を有するPd系非晶
質合金Pd40Cu 30Ni10P20(添字は原子%、ガラス
遷移温度(Tg)302℃、結晶化開始温度(Tx)3
97℃、過冷却液体域(△T)95℃)からなる外径1
6mm、肉厚1mm、長さ80mmの寸法となってい
る。第2のパイプ31はアルミニウム合金A2017か
らなる外径16mm、肉厚1mm、長さ80mmの寸法
となっている。これらのパイプ30、31における各接
合側の先端には、相互に接触するテーパ部30a、31
aが形成されている。
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金より軟質な金属からなる部材との接合について、
パイプ相互の接合を例として、図12を用いて説明す
る。図12(a)において、第1のパイプ30は液体急
冷法によって製作した過冷却液体域を有するPd系非晶
質合金Pd40Cu 30Ni10P20(添字は原子%、ガラス
遷移温度(Tg)302℃、結晶化開始温度(Tx)3
97℃、過冷却液体域(△T)95℃)からなる外径1
6mm、肉厚1mm、長さ80mmの寸法となってい
る。第2のパイプ31はアルミニウム合金A2017か
らなる外径16mm、肉厚1mm、長さ80mmの寸法
となっている。これらのパイプ30、31における各接
合側の先端には、相互に接触するテーパ部30a、31
aが形成されている。
【0082】まず、図12(a)に示すように、第1の
パイプ30と第2のパイプ31のテーパ部30a、31
aを回転させながら当接できるように図示しないモー
タ、減速機に接続された回転治具32と、図示しないブ
レーキを有する回転治具33とにより、それぞれ固定す
る。この時、接合時にアルミニウム合金A2017の酸
化を防止するように周囲の雰囲気を10-2Pa以下の真
空、または純度99.999%以上のAr、Heなどの
不活性雰囲気とし、これにより接合効率が向上する。
パイプ30と第2のパイプ31のテーパ部30a、31
aを回転させながら当接できるように図示しないモー
タ、減速機に接続された回転治具32と、図示しないブ
レーキを有する回転治具33とにより、それぞれ固定す
る。この時、接合時にアルミニウム合金A2017の酸
化を防止するように周囲の雰囲気を10-2Pa以下の真
空、または純度99.999%以上のAr、Heなどの
不活性雰囲気とし、これにより接合効率が向上する。
【0083】次に、図12(b)で示すように、第1の
パイプ30を回転数2000rpmで回転させながら、
そのテーパ部30aを第2のパイプ31のテーパ部31
aに押圧する。本実施の形態の場合、押圧力は20kg
fとした。この押圧では、第2のパイプ31の材質であ
るアルミニウム合金が、第1のパイプ30の材質である
非晶質合金より軟質のため、摩擦により第2のパイプ3
1側のテーパ部31a内面が磨耗し、新生面が露出す
る。さらに押圧を続けることによる摩擦によって非晶質
合金が340℃前後の過冷却液体域に加熱される。これ
により第1のパイプ30のテーパ面30aが変形し新生
面が露出して、前の工程で露出した第2のパイプ31の
テーパ部31aの新生面と接触し、接合される。
パイプ30を回転数2000rpmで回転させながら、
そのテーパ部30aを第2のパイプ31のテーパ部31
aに押圧する。本実施の形態の場合、押圧力は20kg
fとした。この押圧では、第2のパイプ31の材質であ
るアルミニウム合金が、第1のパイプ30の材質である
非晶質合金より軟質のため、摩擦により第2のパイプ3
1側のテーパ部31a内面が磨耗し、新生面が露出す
る。さらに押圧を続けることによる摩擦によって非晶質
合金が340℃前後の過冷却液体域に加熱される。これ
により第1のパイプ30のテーパ面30aが変形し新生
面が露出して、前の工程で露出した第2のパイプ31の
テーパ部31aの新生面と接触し、接合される。
【0084】この押圧後、図12(c)に示すように約
300秒で治具33のブレーキを解除して、第2のパイ
プ31を治具32の回転と同期させて、摩擦熱の発生を
停止させ、冷却する。このようにして接合されたパイプ
30及び31は、新生面がボイドなく相互に接触するこ
とにより、強固に接合されており、引っ張り試験の結果
アルミニウム合金A2017の母材によって破断する締
結力を示した。
300秒で治具33のブレーキを解除して、第2のパイ
プ31を治具32の回転と同期させて、摩擦熱の発生を
停止させ、冷却する。このようにして接合されたパイプ
30及び31は、新生面がボイドなく相互に接触するこ
とにより、強固に接合されており、引っ張り試験の結果
アルミニウム合金A2017の母材によって破断する締
結力を示した。
【0085】この実施の形態では、図12(d)の様
に、回転治具32に接続された当金35, 36をパイプ
30,31の内外面に当接させても良く、これにより、
接合時のパイプ30及び31の座屈、変形を防止するこ
とができる。
に、回転治具32に接続された当金35, 36をパイプ
30,31の内外面に当接させても良く、これにより、
接合時のパイプ30及び31の座屈、変形を防止するこ
とができる。
【0086】このように接合されたパイプは、非晶質合
金Pd40Cu30Ni10P20の高い耐食性、硬さを利用し
て各種分注用ノズル、内視鏡用超音波処置具の先端部、
腐食性液体の加熱用投入ヒータシースなどに利用でき
る。又、熱伝導率の高いアルミニウム合金と接合してい
るため、熱伝導特性、放熱特性が向上され、非晶質合金
部分の脆化や軟化を防止することもできる。
金Pd40Cu30Ni10P20の高い耐食性、硬さを利用し
て各種分注用ノズル、内視鏡用超音波処置具の先端部、
腐食性液体の加熱用投入ヒータシースなどに利用でき
る。又、熱伝導率の高いアルミニウム合金と接合してい
るため、熱伝導特性、放熱特性が向上され、非晶質合金
部分の脆化や軟化を防止することもできる。
【0087】(実施の形態7)本実施の形態では、過冷
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金の熱膨張係数と異なった熱膨張係数を有する金属
からなる他の部材との接合について、精密ステージの摺
動面の接合を例として、図13を用いて説明する。図1
3(a)に示すガイドベース40は、熱膨張係数16×
10-6のSUS303を機械加工することによって製作
した。ガイドベースは幅Fが90mm、長さLが100
mm、高さHが25mmであり、幅fが30mmのアリ
溝部41が上面に形成されている。アリ溝部41は摺動
面となるものであり、両側面にアリ溝41a、41b
が、底部に逃げ部41cが形成されている。各部の寸法
精度は0.1mm程度であり、V溝部41の両側面部の
表面粗さRmaxは12.5μm、平面度は0.1mm
程度である。
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金の熱膨張係数と異なった熱膨張係数を有する金属
からなる他の部材との接合について、精密ステージの摺
動面の接合を例として、図13を用いて説明する。図1
3(a)に示すガイドベース40は、熱膨張係数16×
10-6のSUS303を機械加工することによって製作
した。ガイドベースは幅Fが90mm、長さLが100
mm、高さHが25mmであり、幅fが30mmのアリ
溝部41が上面に形成されている。アリ溝部41は摺動
面となるものであり、両側面にアリ溝41a、41b
が、底部に逃げ部41cが形成されている。各部の寸法
精度は0.1mm程度であり、V溝部41の両側面部の
表面粗さRmaxは12.5μm、平面度は0.1mm
程度である。
【0088】次にガイドベース40と、液体急冷法によ
って製作した過冷却液体域を有するZr系非晶質合金Z
r55Cu30Al10Ni5 (添字は原子%、ガラス遷移温
度(Tg)420℃、結晶化開始温度(Tx)504
℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱膨張係数10×1
0-6)からなる板厚2mmの板材43a、43bとをア
リ溝部41に当接させると共に、これらを図示しない押
圧装置に接続された金型42の下方に図13(b)の様
に配置する。金型42の内部には図示しない抵抗加熱ヒ
ータが具備され、その側面42aは平面度が1μm、表
面粗さRmaxが0.4μmとなっている。この時、Z
r系非晶質合金が接合時に酸化しないように周囲の雰囲
気を10・2Pa以下の真空、または純度99.999
%以上のAr、Heなどの不活性雰囲気とする。
って製作した過冷却液体域を有するZr系非晶質合金Z
r55Cu30Al10Ni5 (添字は原子%、ガラス遷移温
度(Tg)420℃、結晶化開始温度(Tx)504
℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱膨張係数10×1
0-6)からなる板厚2mmの板材43a、43bとをア
リ溝部41に当接させると共に、これらを図示しない押
圧装置に接続された金型42の下方に図13(b)の様
に配置する。金型42の内部には図示しない抵抗加熱ヒ
ータが具備され、その側面42aは平面度が1μm、表
面粗さRmaxが0.4μmとなっている。この時、Z
r系非晶質合金が接合時に酸化しないように周囲の雰囲
気を10・2Pa以下の真空、または純度99.999
%以上のAr、Heなどの不活性雰囲気とする。
【0089】金型42内部の抵抗加熱ヒータに通電して
加熱しつつ、金型42を板材43a、43bに押圧力5
kgで押圧し、Zr系非晶質合金の過冷却液体域内の温
度450℃まで、平均昇温速度20℃/minで加熱し
た。この際、必要に応じて外部より高周波加熱、放射加
熱装置などにより補助加熱をすることにより、昇温速度
を高めることができる。昇温速度を向上させることによ
り、Zr系非晶質合金を速やかに接合温度に加熱し、接
合することができるので、非晶質合金の結晶化を防止す
ることができる。
加熱しつつ、金型42を板材43a、43bに押圧力5
kgで押圧し、Zr系非晶質合金の過冷却液体域内の温
度450℃まで、平均昇温速度20℃/minで加熱し
た。この際、必要に応じて外部より高周波加熱、放射加
熱装置などにより補助加熱をすることにより、昇温速度
を高めることができる。昇温速度を向上させることによ
り、Zr系非晶質合金を速やかに接合温度に加熱し、接
合することができるので、非晶質合金の結晶化を防止す
ることができる。
【0090】昇温後、図13(c)に示すように、金型
42を下降させて押圧した。この押圧により過冷却液体
域に加熱されたZr系非晶質合金製の板材43a,43
bが変形して、アリ溝41a、41b、逃げ部41cが
充填されてステージベース40と接合する。なお、成形
・接合時に板材43a、43bの駄肉が発生しないよう
にするため、成形・接合終了時にアリ溝41a、41b
及び逃げ部41c内の空間に適度な隙間41dが発生す
るように、板材43a、43bの体積を計算して板厚を
決定する。本実施の形態では押圧力200kgfで50
0秒間押圧を行った。
42を下降させて押圧した。この押圧により過冷却液体
域に加熱されたZr系非晶質合金製の板材43a,43
bが変形して、アリ溝41a、41b、逃げ部41cが
充填されてステージベース40と接合する。なお、成形
・接合時に板材43a、43bの駄肉が発生しないよう
にするため、成形・接合終了時にアリ溝41a、41b
及び逃げ部41c内の空間に適度な隙間41dが発生す
るように、板材43a、43bの体積を計算して板厚を
決定する。本実施の形態では押圧力200kgfで50
0秒間押圧を行った。
【0091】押圧後、冷却速度50℃/min以上で速
やかに200℃以下に冷却し、金型42を離形し、さら
に100℃以下に冷却後、大気中に取り出した。成形温
度(450℃)から300℃までの冷却速度は可能な限
り大きい方が加熱によるZr系非晶質合金の脆化を防止
することができる。本実施の形態では冷却速度が50℃
/min以上であり、これにより成形前の素材強度の9
0%以上を保つことができた。
やかに200℃以下に冷却し、金型42を離形し、さら
に100℃以下に冷却後、大気中に取り出した。成形温
度(450℃)から300℃までの冷却速度は可能な限
り大きい方が加熱によるZr系非晶質合金の脆化を防止
することができる。本実施の形態では冷却速度が50℃
/min以上であり、これにより成形前の素材強度の9
0%以上を保つことができた。
【0092】図14は以上のようにして成形・接合され
た摺動面44とステージベース40を示し、これらはア
リ溝41a、41b、逃げ部41cにおいてZr系非晶
質合金の線熱膨張係数10×10-6とSUS304の線
熱膨張係数16×10-6の差により焼き嵌め状態で締結
されており、さらに、アリ溝41a、41bにおいては
幾何学的に強固に締結されている。成形・接合された摺
動面44は硬さ430Hv、平面度2μm、表面粗さR
max0.5μmで成形・接合することができた。
た摺動面44とステージベース40を示し、これらはア
リ溝41a、41b、逃げ部41cにおいてZr系非晶
質合金の線熱膨張係数10×10-6とSUS304の線
熱膨張係数16×10-6の差により焼き嵌め状態で締結
されており、さらに、アリ溝41a、41bにおいては
幾何学的に強固に締結されている。成形・接合された摺
動面44は硬さ430Hv、平面度2μm、表面粗さR
max0.5μmで成形・接合することができた。
【0093】上記接合方法は、過冷却液体域を有する非
晶質合金よりなる部材43a、43bと部材43a、4
3bよりも膨張係数が大きく、かつ非晶質合金が充填さ
れるアリ溝等の凹部を有する他の部材であるガイドベー
ス40のV溝部41との接合方法であるが、これとは逆
に熱膨張係数が非晶質合金より低い材質からなり、凸部
を有する他の部材と非晶質合金からなる部材も同様に接
合できる。
晶質合金よりなる部材43a、43bと部材43a、4
3bよりも膨張係数が大きく、かつ非晶質合金が充填さ
れるアリ溝等の凹部を有する他の部材であるガイドベー
ス40のV溝部41との接合方法であるが、これとは逆
に熱膨張係数が非晶質合金より低い材質からなり、凸部
を有する他の部材と非晶質合金からなる部材も同様に接
合できる。
【0094】即ち、図15(a)の様に、Zr系非晶質
合金の線熱膨張係数10×10-6より線熱膨張係数の小
さい材質(例えば窒化珪素、低熱膨張鋳鉄等)でステー
ジベース45を製作した場合、V溝部46の両側面に突
起部46a、46bを設け、上記と同様に、Zr系非晶
質合金からなる板材をV溝部41に配置し、上述した温
度まで加熱後、金型42によって板材を押圧し、その
後、冷却することにより、図15(b)に示すように、
摺動面47を形成することができる。この場合、突起部
46a、46bの熱膨張係数よりその周囲に接合・成形
されるZr系非晶質合金の熱膨張係数の方が大きいた
め、突起部46a、46bとZr系非晶質合金からなる
板材の変形した部分が焼き嵌め状態で締結される。この
ため、上記接合方法と同様の作用、効果を奏することが
できる。
合金の線熱膨張係数10×10-6より線熱膨張係数の小
さい材質(例えば窒化珪素、低熱膨張鋳鉄等)でステー
ジベース45を製作した場合、V溝部46の両側面に突
起部46a、46bを設け、上記と同様に、Zr系非晶
質合金からなる板材をV溝部41に配置し、上述した温
度まで加熱後、金型42によって板材を押圧し、その
後、冷却することにより、図15(b)に示すように、
摺動面47を形成することができる。この場合、突起部
46a、46bの熱膨張係数よりその周囲に接合・成形
されるZr系非晶質合金の熱膨張係数の方が大きいた
め、突起部46a、46bとZr系非晶質合金からなる
板材の変形した部分が焼き嵌め状態で締結される。この
ため、上記接合方法と同様の作用、効果を奏することが
できる。
【0095】このように成形・接合された摺動面は、非
晶質合金の硬さ、耐磨耗性と精密成形性とにより、高品
質でばらつきが少く、ステージ自体の運動精度を向上さ
せることができる。さらに成形・接合という生産性の高
い製造方法であるため、コスト低減もできる。又、本実
施の形態では、ガイドベース40を機械加工によって作
製したが、この程度の寸法精度はダイキャストでも作製
することができ、これにより、さらに生産性を高めるこ
とかできる。
晶質合金の硬さ、耐磨耗性と精密成形性とにより、高品
質でばらつきが少く、ステージ自体の運動精度を向上さ
せることができる。さらに成形・接合という生産性の高
い製造方法であるため、コスト低減もできる。又、本実
施の形態では、ガイドベース40を機械加工によって作
製したが、この程度の寸法精度はダイキャストでも作製
することができ、これにより、さらに生産性を高めるこ
とかできる。
【0096】(実施の形態8)本実施の形態では、過冷
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金の熟膨張係数と異なった熱膨張係数を有する材質
からなる他の部材との接合方法及びこの接合方法により
接合された部材を分解する方法について、内視鏡の処置
具を構成する部材を例として、図16、図17及び図1
8を用いて説明する。
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金の熟膨張係数と異なった熱膨張係数を有する材質
からなる他の部材との接合方法及びこの接合方法により
接合された部材を分解する方法について、内視鏡の処置
具を構成する部材を例として、図16、図17及び図1
8を用いて説明する。
【0097】図16は本実施の形態の内視鏡処置具を構
成する部材の組立状態図を示す。液体急冷法により製作
した過冷却液体域を有するZr系非晶質合金Zr55Cu
30Al10Ni5 (添字は原子%、ガラス遷移温度(T
g)420℃、結晶化開始温度(Tx)504℃、過冷
却液体域(△T)84℃、熱膨張係数10×10-6)を
素材として機械加工により製作したハサミ50、51
と、液体急冷法により鋳造したPd系非晶質合金Pd40
Cu30Ni10P20(添字は原子%、ガラス遷移温度(T
g)302℃、結晶化開始温度(Tx)397℃、過冷
却液体域(△T)95℃、熱膨張係数8×10-6)製の
ピン53及びSUS420j2によって製作した先端カ
バー54、ワイヤーツナギ52、リング55が図のよう
に組立られる。ピン53は直径l.2mm、長さ4m
m、リング55は外径2.0mm、肉厚0.4mm、長
さ2.8mmである。
成する部材の組立状態図を示す。液体急冷法により製作
した過冷却液体域を有するZr系非晶質合金Zr55Cu
30Al10Ni5 (添字は原子%、ガラス遷移温度(T
g)420℃、結晶化開始温度(Tx)504℃、過冷
却液体域(△T)84℃、熱膨張係数10×10-6)を
素材として機械加工により製作したハサミ50、51
と、液体急冷法により鋳造したPd系非晶質合金Pd40
Cu30Ni10P20(添字は原子%、ガラス遷移温度(T
g)302℃、結晶化開始温度(Tx)397℃、過冷
却液体域(△T)95℃、熱膨張係数8×10-6)製の
ピン53及びSUS420j2によって製作した先端カ
バー54、ワイヤーツナギ52、リング55が図のよう
に組立られる。ピン53は直径l.2mm、長さ4m
m、リング55は外径2.0mm、肉厚0.4mm、長
さ2.8mmである。
【0098】図17は組立後の内視鏡処置具のヒンジ部
56におけるピン53の成形・接合工程を示す。なお、
図16において、ハサミ50の端部に設けられた突起8
1bがワイヤツナギ52のカム溝52aと噛み合い、同
様にハサミ51の端部に設けられた突起81aがカム溝
52aと反対側に設けられたカム溝52b(図示省略)
と噛み合って組み立てられるが、これらの部材は前記ヒ
ンジ部56の外側に位置するので、図17には図示して
いない。図16に示したように組み立てを行った後、図
示しない押圧装置に接続され、抵抗加熱ヒータを内蔵し
たポンチ60、61により、ピン53を図17(a)の
様に保持する。次にポンチ60、61の抵抗加熱ヒータ
に通電し、ピン53を過冷却液体域内の温度350℃に
できるだけ速やかに加熱する。この温度は、ハサミ5
0、51のガラス遷移温度である420℃より十分低い
温度であるところから、ハサミ50、51に熱影響を与
えることはない。
56におけるピン53の成形・接合工程を示す。なお、
図16において、ハサミ50の端部に設けられた突起8
1bがワイヤツナギ52のカム溝52aと噛み合い、同
様にハサミ51の端部に設けられた突起81aがカム溝
52aと反対側に設けられたカム溝52b(図示省略)
と噛み合って組み立てられるが、これらの部材は前記ヒ
ンジ部56の外側に位置するので、図17には図示して
いない。図16に示したように組み立てを行った後、図
示しない押圧装置に接続され、抵抗加熱ヒータを内蔵し
たポンチ60、61により、ピン53を図17(a)の
様に保持する。次にポンチ60、61の抵抗加熱ヒータ
に通電し、ピン53を過冷却液体域内の温度350℃に
できるだけ速やかに加熱する。この温度は、ハサミ5
0、51のガラス遷移温度である420℃より十分低い
温度であるところから、ハサミ50、51に熱影響を与
えることはない。
【0099】加熱の際、Pd系非晶質合金は酸化しない
ので特に雰囲気に注意する必要はないが、Zr系非晶質
合金は大気中で200℃以上に加熱すると酸化されるた
め、Ar、He等の不活性ガス募囲気で加熱することが
望ましい。本実施の形態の場合、平均昇温速度50℃/
min、純度99.999%のHe雰囲気中で加熱を行
った。
ので特に雰囲気に注意する必要はないが、Zr系非晶質
合金は大気中で200℃以上に加熱すると酸化されるた
め、Ar、He等の不活性ガス募囲気で加熱することが
望ましい。本実施の形態の場合、平均昇温速度50℃/
min、純度99.999%のHe雰囲気中で加熱を行
った。
【0100】次に、図17(b)に示すようにポンチ6
0、61を図示しない押圧装置により、ピン53を押圧
力5kgfで矢印の方向に120秒押圧した。押圧後、
成形・接合されたピン53aへ室温のHeガスを噴射す
ることにより冷却速度50℃/minで速やかに150
℃以下まで冷却し、さらに50℃以下まで自然冷却し
た。成形温度(350℃)から150℃までの冷却速度
は可能な限り大きい方が加熟によるPd非晶質合金の脆
化を防止することができる。本実施の形態では冷却速度
が50℃/min以上であり、成形前の素材強度を90
%以上、引っ張り強度は0.9GPaを保つことができ
た。
0、61を図示しない押圧装置により、ピン53を押圧
力5kgfで矢印の方向に120秒押圧した。押圧後、
成形・接合されたピン53aへ室温のHeガスを噴射す
ることにより冷却速度50℃/minで速やかに150
℃以下まで冷却し、さらに50℃以下まで自然冷却し
た。成形温度(350℃)から150℃までの冷却速度
は可能な限り大きい方が加熟によるPd非晶質合金の脆
化を防止することができる。本実施の形態では冷却速度
が50℃/min以上であり、成形前の素材強度を90
%以上、引っ張り強度は0.9GPaを保つことができ
た。
【0101】このようにして成形・接合された図17
(c)に示すピン53aと先端カバー54およびリング
55は、リング55の内面55aにおいてPd系非晶質
合金の線熱膨張係数8×10-6)とSUS420j2の
線熱膨張係数11×10-6の差により焼き嵌め状態で締
結されていると共に、先端カバー54の皿穴部54a、
54bにおいては幾何学的に締結されており、実用的に
十分な強度で内視鏡処置具のヒンジ部56を構成するこ
とができた。このヒンジ部56により、ハサミ50、5
1は開閉自在に組み立てられ、ワイヤツナギ52に取り
付けられたワイヤ58を操作することにより開閉する。
(c)に示すピン53aと先端カバー54およびリング
55は、リング55の内面55aにおいてPd系非晶質
合金の線熱膨張係数8×10-6)とSUS420j2の
線熱膨張係数11×10-6の差により焼き嵌め状態で締
結されていると共に、先端カバー54の皿穴部54a、
54bにおいては幾何学的に締結されており、実用的に
十分な強度で内視鏡処置具のヒンジ部56を構成するこ
とができた。このヒンジ部56により、ハサミ50、5
1は開閉自在に組み立てられ、ワイヤツナギ52に取り
付けられたワイヤ58を操作することにより開閉する。
【0102】図18は以上の工程により製造された内視
鏡処置具を構成する部材を再分解する工程を示してい
る。半田こて等の加熱手段60以外は図17(c)と同
様の部材である。修理などの理由から内視鏡処置具のヒ
ンジ部56を分解する必要が生じた場合、半田こてなど
の既知の加熱手段60をPd系非晶質合金からなるピン
53aに接触させて、その結晶化開始温度(Tx)39
7℃以上に加熱する。ピン53aにおける加熱手段60
が押圧された部分が結晶化開始温度以上に加熱される
と、その部分の非晶質合金が結晶化し、脆化する。
鏡処置具を構成する部材を再分解する工程を示してい
る。半田こて等の加熱手段60以外は図17(c)と同
様の部材である。修理などの理由から内視鏡処置具のヒ
ンジ部56を分解する必要が生じた場合、半田こてなど
の既知の加熱手段60をPd系非晶質合金からなるピン
53aに接触させて、その結晶化開始温度(Tx)39
7℃以上に加熱する。ピン53aにおける加熱手段60
が押圧された部分が結晶化開始温度以上に加熱される
と、その部分の非晶質合金が結晶化し、脆化する。
【0103】脆化後、図18(b)のように押圧手段6
1で矢印方向に軽く押圧すると、脆化したピン53の上
部53bが破砕されピン53を抜くことができ、容易に
ヒンジ部56を分解することができる。脆化して破砕さ
れた破砕片53b及び残りの部分53aは回収して、高
周波加熱などにより融点以上に昇温後、液体急冷法によ
り再鋳造することにより、再び使用することができる。
1で矢印方向に軽く押圧すると、脆化したピン53の上
部53bが破砕されピン53を抜くことができ、容易に
ヒンジ部56を分解することができる。脆化して破砕さ
れた破砕片53b及び残りの部分53aは回収して、高
周波加熱などにより融点以上に昇温後、液体急冷法によ
り再鋳造することにより、再び使用することができる。
【0104】このように、本実施の形態では加締め、レ
ーザ溶接など従来の接合手段では組立困難であった細径
のピンを用いるヒンジを容易に組み立てることが可能で
ある。さらに、非晶質合金の脆化を利用して、従来の接
合手段では不可能であったヒンジ部56の分解を容易に
行うことができる。なお、この実施の形態では内視鏡の
処置具を構成する部材としてハサミ部分を例としたが、
その他にカップ状の鉗子処置具などヒンジ状の可動部分
を有する部材への適応が可能である。
ーザ溶接など従来の接合手段では組立困難であった細径
のピンを用いるヒンジを容易に組み立てることが可能で
ある。さらに、非晶質合金の脆化を利用して、従来の接
合手段では不可能であったヒンジ部56の分解を容易に
行うことができる。なお、この実施の形態では内視鏡の
処置具を構成する部材としてハサミ部分を例としたが、
その他にカップ状の鉗子処置具などヒンジ状の可動部分
を有する部材への適応が可能である。
【0105】(実施の形態9)本実施の形態では、過冷
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金の熟膨張係数と異なった熱膨張係数を有する材質
からなる他の部材との接合方法及びこの接合方法により
接合された部材を分解する方法について、内視鏡の処置
具の構成部材を例として、図19〜図22を用いて説明
する。
却液体域を有する非晶質合金からなる部材と、この非晶
質合金の熟膨張係数と異なった熱膨張係数を有する材質
からなる他の部材との接合方法及びこの接合方法により
接合された部材を分解する方法について、内視鏡の処置
具の構成部材を例として、図19〜図22を用いて説明
する。
【0106】図19は本実施の形態の組立状態図を示
す。ステンレス鋼SUS420j2によって製作した先
端カバー54、ワイヤーツナギ52、ハサミ73、7
4、およびステンレス鋼(SUS304)製のピン71
が図のように組立られる。ピン71は直径1.3mm、
長さ4mmで一方に皿状の鍔部71bを有し、他方に直
径0.8mm、深さ2mmの穴部71aを有する。ワイ
ヤーツナギ52とハサミ73、74との結合状態は実施
の形態8と同様のため説明を省略する。
す。ステンレス鋼SUS420j2によって製作した先
端カバー54、ワイヤーツナギ52、ハサミ73、7
4、およびステンレス鋼(SUS304)製のピン71
が図のように組立られる。ピン71は直径1.3mm、
長さ4mmで一方に皿状の鍔部71bを有し、他方に直
径0.8mm、深さ2mmの穴部71aを有する。ワイ
ヤーツナギ52とハサミ73、74との結合状態は実施
の形態8と同様のため説明を省略する。
【0107】図20(a)および(b)は組立後の内視
鏡処置具ヒンジ部75の成形及び接合を示す。液体急冷
法にて製作した過冷却液体域を有するZr系非晶質合金
Zr 55Cu30Al10Ni5 (添字は原子%、ガラス遷移
温度(Tg)420℃、結晶化開始温度(Tx)504
℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱膨張係数10×1
0-6)製のピン素材72がピン71と接合される。
鏡処置具ヒンジ部75の成形及び接合を示す。液体急冷
法にて製作した過冷却液体域を有するZr系非晶質合金
Zr 55Cu30Al10Ni5 (添字は原子%、ガラス遷移
温度(Tg)420℃、結晶化開始温度(Tx)504
℃、過冷却液体域(△T)84℃、熱膨張係数10×1
0-6)製のピン素材72がピン71と接合される。
【0108】図19に示すように組み立てを行った後、
図20(a)で示すように、図示しない押圧装置に接続
され抵抗加熱ヒータを内蔵したポンチ76とピン素材7
2及びこのポンチ76とのクリアランスを15μm有す
るスリーブ77が、先端カバー54の一方のヒンジ穴5
4aに当接するように配置される。また、他方のヒンジ
穴54bにはピン71が脱落しないようにバックアップ
ポンチ78が当接されている。
図20(a)で示すように、図示しない押圧装置に接続
され抵抗加熱ヒータを内蔵したポンチ76とピン素材7
2及びこのポンチ76とのクリアランスを15μm有す
るスリーブ77が、先端カバー54の一方のヒンジ穴5
4aに当接するように配置される。また、他方のヒンジ
穴54bにはピン71が脱落しないようにバックアップ
ポンチ78が当接されている。
【0109】次に、ポンチ76の抵抗加熱ヒータに通電
し、ピン素材72を過冷却液体域内の温度450℃にで
きるだけ速やかに加熱する。加熱の際、Zr系非晶質合
金は大気中で200℃以上に加熱すると酸化するため、
周囲の雰囲気を10-2Pa以下の真空、またはAr、H
e等の不活性ガス雰囲気として加熱することが望まし
い。本実施の形態の場合、平均昇温速度50℃/mi
n、純度99.999%のHe雰囲気中で加熱を行っ
た。
し、ピン素材72を過冷却液体域内の温度450℃にで
きるだけ速やかに加熱する。加熱の際、Zr系非晶質合
金は大気中で200℃以上に加熱すると酸化するため、
周囲の雰囲気を10-2Pa以下の真空、またはAr、H
e等の不活性ガス雰囲気として加熱することが望まし
い。本実施の形態の場合、平均昇温速度50℃/mi
n、純度99.999%のHe雰囲気中で加熱を行っ
た。
【0110】次に図20(b)に示すように、図示しな
い押庄装置によりポンチ76を介して、ピン素材72を
押圧力7kgfで200秒押圧した。押圧後、成形され
ピン71に接合されたピン72aに対し、室温のHeガ
スを噴射することにより冷却速度50℃/min以上で
速やかに300℃以下に冷却し、ポンチ76、スリーブ
77、およびバックアップポンチ78を離型し、さらに
100℃以下に冷却後、大気中に取り出した。成形温度
(450℃)から300℃までの冷却速度は可能な限り
大きい方が加熱によるZr系非晶質合金の脆化を防止す
ることができる。本実施の形態では冷却速度が50℃/
min以上であり、成形前の素材強度の90%以上を保
つことができた。
い押庄装置によりポンチ76を介して、ピン素材72を
押圧力7kgfで200秒押圧した。押圧後、成形され
ピン71に接合されたピン72aに対し、室温のHeガ
スを噴射することにより冷却速度50℃/min以上で
速やかに300℃以下に冷却し、ポンチ76、スリーブ
77、およびバックアップポンチ78を離型し、さらに
100℃以下に冷却後、大気中に取り出した。成形温度
(450℃)から300℃までの冷却速度は可能な限り
大きい方が加熱によるZr系非晶質合金の脆化を防止す
ることができる。本実施の形態では冷却速度が50℃/
min以上であり、成形前の素材強度の90%以上を保
つことができた。
【0111】このようにして成形・接合されたピン72
aとピン71は、ピン71の穴部71a内部において非
晶質合金の線熱膨張係数10×10-6とSUS304の
線熟膨張係数16×10-6の差により焼き嵌め状態で締
結されており、実用的に十分な強度で内視鏡処置具のヒ
ンジ部75を形成することができた。
aとピン71は、ピン71の穴部71a内部において非
晶質合金の線熱膨張係数10×10-6とSUS304の
線熟膨張係数16×10-6の差により焼き嵌め状態で締
結されており、実用的に十分な強度で内視鏡処置具のヒ
ンジ部75を形成することができた。
【0112】図21は以上の工程により製造された内視
鏡処置具を分解する工程を示す。修理などの理由から内
視鏡処置具のヒンジ部75を分解する必要が生じた場
合、放射加熱ヒータ80などの加熱手段によりZr系非
晶質合金製のピン72aを加熱する。
鏡処置具を分解する工程を示す。修理などの理由から内
視鏡処置具のヒンジ部75を分解する必要が生じた場
合、放射加熱ヒータ80などの加熱手段によりZr系非
晶質合金製のピン72aを加熱する。
【0113】図22はZr系非晶質合金の室温〜700
℃までの熱膨張挙動を示す。測定はTMA(熱機械分析
機)により行った。図22に示すように、鋳造されたZ
r系非晶質合金は室温〜450℃までは、略一定の線熱
膨張係数10×10-6を示すが、460℃以上の領域で
急激な収縮挙動(線熱膨張係数−228×10-6)を示
す。これは、鋳造時の収縮の際に発生した応力が過冷却
液体域での粘性低下により解放されたためと推測され
る。さらに加熱して結晶化温度Tx(500℃)を超え
ると、Zr系非晶は結晶化し、線熱膨張係数18×10
-6を示す。
℃までの熱膨張挙動を示す。測定はTMA(熱機械分析
機)により行った。図22に示すように、鋳造されたZ
r系非晶質合金は室温〜450℃までは、略一定の線熱
膨張係数10×10-6を示すが、460℃以上の領域で
急激な収縮挙動(線熱膨張係数−228×10-6)を示
す。これは、鋳造時の収縮の際に発生した応力が過冷却
液体域での粘性低下により解放されたためと推測され
る。さらに加熱して結晶化温度Tx(500℃)を超え
ると、Zr系非晶は結晶化し、線熱膨張係数18×10
-6を示す。
【0114】したがって、450℃以下で成形・接合さ
れたピン72aを460℃以上に加熱すると収縮を生
じ、図21(b)のようにピン71の穴部71aより分
解することができる。本実施の形態の場合、平均昇温速
度20℃/min、純度99.999%のHe雰囲気中
で480℃まで加熱し、200秒保持後、自然冷却した
ところ、ピン72aを抜くことができた。加熱の際の雰
囲気はピン72aの酸化防止を配慮する必要がない場
合、大気中でも良い。しかし、酸化を防止しながら抜き
取られたピン72aは回収して、高周波加熱などにより
融点以上に昇温後、液体急冷法により再鋳造して、再び
使用することができる。
れたピン72aを460℃以上に加熱すると収縮を生
じ、図21(b)のようにピン71の穴部71aより分
解することができる。本実施の形態の場合、平均昇温速
度20℃/min、純度99.999%のHe雰囲気中
で480℃まで加熱し、200秒保持後、自然冷却した
ところ、ピン72aを抜くことができた。加熱の際の雰
囲気はピン72aの酸化防止を配慮する必要がない場
合、大気中でも良い。しかし、酸化を防止しながら抜き
取られたピン72aは回収して、高周波加熱などにより
融点以上に昇温後、液体急冷法により再鋳造して、再び
使用することができる。
【0115】このように、本実施の形態では加締め、レ
ーザ溶接など従来の接合手段では組立困難であった細径
のピンを用いたヒンジを容易に組み立てることが可能で
ある。さらに、非晶質合金の過冷却液体域における収縮
挙動を利用して、他の構成部材にダメージを与えること
なく分解が可能である。なお、本実施の形態では内視鏡
の処置具を構成する部材としてハサミ部分を例とした
が、その他にカップ状の鉗子処置具などヒンジ状の可動
部分を有する部材への適応が可能である。
ーザ溶接など従来の接合手段では組立困難であった細径
のピンを用いたヒンジを容易に組み立てることが可能で
ある。さらに、非晶質合金の過冷却液体域における収縮
挙動を利用して、他の構成部材にダメージを与えること
なく分解が可能である。なお、本実施の形態では内視鏡
の処置具を構成する部材としてハサミ部分を例とした
が、その他にカップ状の鉗子処置具などヒンジ状の可動
部分を有する部材への適応が可能である。
【0116】なお、以上の実施の形態では、Zr系、P
d系の過冷却液体域を有する非晶質合金について説明し
たが、過冷却液体域を有する非晶質合金であれば、La
55Al25Ni20(ガラス遷移点Tg=200℃、結晶化
開始温度Tx=275℃)等の他の非晶質合金を使用す
ることができる。
d系の過冷却液体域を有する非晶質合金について説明し
たが、過冷却液体域を有する非晶質合金であれば、La
55Al25Ni20(ガラス遷移点Tg=200℃、結晶化
開始温度Tx=275℃)等の他の非晶質合金を使用す
ることができる。
【0117】以上の説明から、本発明は以下の発明をも
包含するものである。 (1) 相互に接合する2以上の部材の内、少なくとも
一方の部材の接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金
からなり、少なくとも前記接合部を他方の部材の少なく
とも接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱し、一方の
部材の接合部と他方の部材に接合部とを相互に押圧した
後、冷却することにより、前記一方の部材の接合部の非
晶質合金の結晶化率が70%以下の状態で他方の部材の
接合部に接合することを特徴とする部材の接合方法。
包含するものである。 (1) 相互に接合する2以上の部材の内、少なくとも
一方の部材の接合部が過冷却液体域を有する非晶質合金
からなり、少なくとも前記接合部を他方の部材の少なく
とも接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱し、一方の
部材の接合部と他方の部材に接合部とを相互に押圧した
後、冷却することにより、前記一方の部材の接合部の非
晶質合金の結晶化率が70%以下の状態で他方の部材の
接合部に接合することを特徴とする部材の接合方法。
【0118】(2) 接合部が過冷却液体域を有する非
晶質合金からなる2以上の部材の内、少なくとも一方の
部材の少なくとも接合部を、他方の部材の少なくとも接
合部と共に、その過冷却液体域まで加熱し、双方の接合
部を相互に押圧した後、冷却することにより接合するこ
とを特徴とする部材の接合方法。
晶質合金からなる2以上の部材の内、少なくとも一方の
部材の少なくとも接合部を、他方の部材の少なくとも接
合部と共に、その過冷却液体域まで加熱し、双方の接合
部を相互に押圧した後、冷却することにより接合するこ
とを特徴とする部材の接合方法。
【0119】(3) 過冷却液体域の中心温度が異なる
非晶質合金からなる接合部を有した2部材を接合する方
法であって、過冷却液体域が相対的に高温である非晶質
合金からなる接合部を、その過冷却液体域まで加熱し、
変形させて新生面を露出させた後、過冷却液体域が相対
的に低温である非晶質合金からなる接合部を前記接合部
と共に、その過冷却液体域まで加熱し、変形させて新生
面を露出させ、この新生面と前記接合部の新生面とを相
互に押圧した後、冷却することにより接合することを特
徴とする部材の接合方法。
非晶質合金からなる接合部を有した2部材を接合する方
法であって、過冷却液体域が相対的に高温である非晶質
合金からなる接合部を、その過冷却液体域まで加熱し、
変形させて新生面を露出させた後、過冷却液体域が相対
的に低温である非晶質合金からなる接合部を前記接合部
と共に、その過冷却液体域まで加熱し、変形させて新生
面を露出させ、この新生面と前記接合部の新生面とを相
互に押圧した後、冷却することにより接合することを特
徴とする部材の接合方法。
【0120】(4) 過冷却液体域を有する非晶質合金
からなる第1の部材の接合面を、同部材より軟質の金属
からなる第2の部材の接合部に接触させた状態で摩擦力
を作用させて表面を磨耗させることにより、第2の部材
の接合部を変形させて新生面を露出させる工程と、前記
第1の部材の少なくとも接合部を、第2の部材の少なく
とも接合部と共に過冷却液体域まで加熱し、その接合部
を変形させて新生面を露出させ、露出した新生面と第2
の部材の新生面とを相互に押圧する工程と、前記第1の
部材及び第2の部材を冷却する工程と、を備えているこ
とを特徴とする部材の接合方法。
からなる第1の部材の接合面を、同部材より軟質の金属
からなる第2の部材の接合部に接触させた状態で摩擦力
を作用させて表面を磨耗させることにより、第2の部材
の接合部を変形させて新生面を露出させる工程と、前記
第1の部材の少なくとも接合部を、第2の部材の少なく
とも接合部と共に過冷却液体域まで加熱し、その接合部
を変形させて新生面を露出させ、露出した新生面と第2
の部材の新生面とを相互に押圧する工程と、前記第1の
部材及び第2の部材を冷却する工程と、を備えているこ
とを特徴とする部材の接合方法。
【0121】(5) 接合する部材の内、一方の部材が
過冷却液体域を有する非晶質合金からなり、他方の部材
が一方の部材と異なる熱膨張係数を有する金属からな
り、一方の部材の少なくとも接合部を、前記他方の部材
の少なくとも接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱
し、双方の接合部を相互に押圧した後、双方の接合部を
冷却して接合することを特徴とする部材の接合方法。
過冷却液体域を有する非晶質合金からなり、他方の部材
が一方の部材と異なる熱膨張係数を有する金属からな
り、一方の部材の少なくとも接合部を、前記他方の部材
の少なくとも接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱
し、双方の接合部を相互に押圧した後、双方の接合部を
冷却して接合することを特徴とする部材の接合方法。
【0122】(6) 前記他方の部材は、その熱膨張係
数が前記一方の部材の熱膨張係数よりも大きく、且つ、
過冷却液体域まで加熱された一方の接合部が充填される
凹部がその接合部に形成されていることを特徴とする上
記(5)項記載の部材の接合方法。
数が前記一方の部材の熱膨張係数よりも大きく、且つ、
過冷却液体域まで加熱された一方の接合部が充填される
凹部がその接合部に形成されていることを特徴とする上
記(5)項記載の部材の接合方法。
【0123】(7) 前記他方の部材は、その熱膨張係
数が前記一方の部材の熱膨張係数よりも小さく、且つ、
過冷却液体域まで加熱された一方の部材の接合部がその
周囲に充填される凸部がその接合部に形成されているこ
とを特徴とする上記(5)項記載の部材の接合方法。
数が前記一方の部材の熱膨張係数よりも小さく、且つ、
過冷却液体域まで加熱された一方の部材の接合部がその
周囲に充填される凸部がその接合部に形成されているこ
とを特徴とする上記(5)項記載の部材の接合方法。
【0124】(8) 上記(5)〜(7)項のいずれか
に記載された方法によって接合された部材に対し、前記
接合する際に設定した温度以上の温度であって、且つ、
前記熱膨張係数が負となる温度以上に、前記少なくとも
一方の部材を加熱して一方の部材と他方の部材とを分解
することを特徴とする接合された部材の分解方法。
に記載された方法によって接合された部材に対し、前記
接合する際に設定した温度以上の温度であって、且つ、
前記熱膨張係数が負となる温度以上に、前記少なくとも
一方の部材を加熱して一方の部材と他方の部材とを分解
することを特徴とする接合された部材の分解方法。
【0125】(9) 上記(1)〜(7)項のいずれか
に記載された方法によって接合された部材に対し、少な
くとも過冷却液体域を有する非晶質合金からなる部材の
接合部を、その結晶化開始温度以上に加熱して、双方の
部材を分解することを特徴とする接合された部材の分解
方法。
に記載された方法によって接合された部材に対し、少な
くとも過冷却液体域を有する非晶質合金からなる部材の
接合部を、その結晶化開始温度以上に加熱して、双方の
部材を分解することを特徴とする接合された部材の分解
方法。
【0126】(10) 上記(1)〜(7)項のいずれ
かに記載された接合方法によって接合されていることを
特徴とする接合された部材。
かに記載された接合方法によって接合されていることを
特徴とする接合された部材。
【0127】
【発明の効果】以上のように、請求項1の発明では、非
晶質合金をその過冷却液体域まで加熱し、相手部材と押
圧した後、冷却するため、非晶質合金の高い強度を保っ
たまま、非晶質合金からなる部材を相互に、或いは非晶
質合金からなる部材と他の金属からなる部材とを相互に
精度良く接合することができる。
晶質合金をその過冷却液体域まで加熱し、相手部材と押
圧した後、冷却するため、非晶質合金の高い強度を保っ
たまま、非晶質合金からなる部材を相互に、或いは非晶
質合金からなる部材と他の金属からなる部材とを相互に
精度良く接合することができる。
【0128】請求項2の発明では、強度に優れ、良好な
形状精度を有した接合部材とすることができる。
形状精度を有した接合部材とすることができる。
【0129】請求項3の発明では、非晶質合金の収縮又
は結晶化を利用するため、強固の接合接合されている部
材であっても、良好に分解することができる。
は結晶化を利用するため、強固の接合接合されている部
材であっても、良好に分解することができる。
【図1】本発明の実施の形態1の接合前の部分破断正面
図である。
図である。
【図2】実施の形態1の接合後の部分破断正面図であ
る。
る。
【図3】実施の形態1の接合の詳細を示す正面図であ
る。
る。
【図4】実施の形態1の接合状態の詳細を示す拡大断面
図である。
図である。
【図5】実施の形態2の接合を示す断面図である。
【図6】実施の形態2の接合部分の拡大断面図である。
【図7】実施の形態3の接合部分の拡大断面図である。
【図8】実施の形態4の接合前の断面図である。
【図9】実施の形態4の接合時の断面図である。
【図10】実施の形態4の接合状態の拡大断面図であ
る。
る。
【図11】(a)〜(d)は、実施の形態5の接合工程
を示す断面図、(e)はその変形例の断面図である。
を示す断面図、(e)はその変形例の断面図である。
【図12】(a)〜(c)は、実施の形態6の接合工程
を示す断面図,(d)はその変形例の断面図である。
を示す断面図,(d)はその変形例の断面図である。
【図13】(a)〜(c)は、実施の形態7を接合工程
順に示す図である。
順に示す図である。
【図14】実施の形態7により作製された精密ステージ
の斜視図である。
の斜視図である。
【図15】(a)及び(b)は、実施の形態7の変形例
を工程順に示す正面図である。
を工程順に示す正面図である。
【図16】実施の形態8の内視鏡処置具を示す分解斜視
図である。
図である。
【図17】(a)〜(c)は、実施の形態8の接合工程
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図18】(a)及び(b)は、実施の形態8での分解
を工程順に示す断面図である。
を工程順に示す断面図である。
【図19】実施の形態9の内視鏡処置具の分解斜視図で
ある。
ある。
【図20】(a)及び(b)は、実施の形態9の接合工
程を示す断面図である。
程を示す断面図である。
【図21】(a)及び(b)は、実施の形態9での分解
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図22】実施の形態9に使用した非晶質合金金型の熱
膨張係数の特性図である。
膨張係数の特性図である。
【図23】従来のロー付けによる接合を示す部分破断正
面図である。
面図である。
1 ワイヤ受け 2 節輪本体 3 節輪本体支持体 4 ワイヤ受け支持体 5 ヒータ 6 チューブ 7 流量計 8 ワイヤ挿通孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 典弘 東京都谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリン パス光学工業株式会社内 (72)発明者 高橋 誠也 東京都谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリン パス光学工業株式会社内
Claims (3)
- 【請求項1】 相互に接合する部材の内、少なくとも一
方の部材における接合部が過冷却液体域を有する非晶質
合金からなり、この一方の部材の少なくとも接合部を他
方の部材の接合部と共に前記過冷却液体域まで加熱し、
双方の接合部を相互に押圧した後、冷却して接合するこ
とを特徴とする部材の接合方法。 - 【請求項2】 少なくとも接合部が過冷却液体域を有す
る非晶質合金からなる第1の部材と、 少なくとも前記接合部が前記過冷却液体域まで加熱され
て押圧された後、冷却されることにより接合された接合
部を、少なくとも部分的に有する第2の部材と、を備え
ていることを特徴とする接合された部材。 - 【請求項3】 少なくとも一方の部材における接合部が
過冷却液体域を有する非晶質合金からなり、少なくとも
前記接合部を前記過冷却液体域まで加熱して他方の部材
の接合部に押圧した後、冷却することにより接合された
2部材を分解する方法であって、 前記一方の部材の少なくとも接合部を前記過冷却液体域
以上の温度に加熱して分解することを特徴とする接合さ
れた部材の分解方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9008088A JPH09323174A (ja) | 1996-04-05 | 1997-01-20 | 部材の接合方法及び接合された部材並びに接合された部 材の分解方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8-83837 | 1996-04-05 | ||
| JP8383796 | 1996-04-05 | ||
| JP9008088A JPH09323174A (ja) | 1996-04-05 | 1997-01-20 | 部材の接合方法及び接合された部材並びに接合された部 材の分解方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09323174A true JPH09323174A (ja) | 1997-12-16 |
Family
ID=26342531
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9008088A Pending JPH09323174A (ja) | 1996-04-05 | 1997-01-20 | 部材の接合方法及び接合された部材並びに接合された部 材の分解方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09323174A (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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-
1997
- 1997-01-20 JP JP9008088A patent/JPH09323174A/ja active Pending
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