JP5192770B2 - Ceramic molded body holder - Google Patents
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Description
本発明は、窒化アルミニウムなどからなるセラミック成形体の保持具に関する。 The present invention relates to a holder for a ceramic molded body made of aluminum nitride or the like.
近年、高い透光性を有する窒化アルミニウムを用いた発光管が開発されている(特許文献1,2等)。窒化アルミニウムは、これまでの透明材料として使用されていたアルミナよりも耐熱衝撃性および耐食性に優れているため、発光管として用いれば、ランプの長寿命化を達成することができるという利点がある。 In recent years, arc tubes using aluminum nitride having high translucency have been developed (Patent Documents 1, 2, etc.). Since aluminum nitride is superior in thermal shock resistance and corrosion resistance to alumina that has been used as a transparent material so far, there is an advantage that it is possible to extend the life of the lamp when used as an arc tube.
このような発光管の製造に際しては、例えば、高純度の窒化アルミニウム粉末に酸化イットリウムなどの焼結助剤を混合するとともに、成形性を向上させるため必要に応じて有機バインダーを配合し、これらの混合物を所定形状に成形してセラミックグリーン体を作成する場合がある。 In producing such an arc tube, for example, a high-purity aluminum nitride powder is mixed with a sintering aid such as yttrium oxide, and an organic binder is blended as necessary to improve moldability. In some cases, the mixture is formed into a predetermined shape to produce a ceramic green body.
さらに、このセラミックグリーン体を炉内で脱脂(脱バインダー)することで脱脂体とし、その後、この脱脂体を焼成することで発光管が製造される。なお、脱脂温度は、有機バインダーの種類によっても異なるが、一般には、300〜900℃、特には300〜700℃が好適である。また、圧縮成形法のように、有機バインダーを用いない圧縮成形体の場合には、上記の脱脂工程は不要である。 Furthermore, the ceramic green body is degreased (debinder) in a furnace to obtain a degreased body, and then the degreased body is fired to produce an arc tube. In addition, although the degreasing temperature changes also with kinds of organic binder, generally 300-900 degreeC, especially 300-700 degreeC are suitable. Moreover, in the case of the compression molding body which does not use an organic binder like the compression molding method, said degreasing process is unnecessary.
一方、グリーン体や圧縮成形体(以下、合わせて「セラミック成形体」という)の焼成は、従来公知の方法で実施される。
焼成は、焼結助剤の除去を有効に行うとともにセラミックグリーン体中の金属不純物濃度や酸素濃度を低減するために、例えば、還元雰囲気下で行なわれている。
On the other hand, the green body and the compression molded body (hereinafter collectively referred to as “ceramic molded body”) are fired by a conventionally known method.
The firing is performed, for example, in a reducing atmosphere in order to effectively remove the sintering aid and reduce the metal impurity concentration and oxygen concentration in the ceramic green body.
上記還元性雰囲気を実現する方法としては、焼成用の容器内に、セラミック成形体とともにカーボン発生源を予め共存させる方法、焼成用の容器としてカーボン製のものを用いる方法などが挙げられるが、その中でも、得られる焼結体の熱伝導率や色ムラなどを勘案すると、セラミック成形体とカーボン発生源とを焼成用の容器内に予め共存させる方法が好適である。 Examples of the method for realizing the reducing atmosphere include a method in which a carbon generation source is coexisted together with a ceramic molded body in a firing container, a method using a carbon-made firing container, and the like. Among these, considering the thermal conductivity and color unevenness of the obtained sintered body, a method in which the ceramic molded body and the carbon generation source coexist in the firing container in advance is suitable.
ここで、図7(A)に示したように、発光管を形成するためのセラミック成形体2は、略円筒状に膨出して形成された本体2aと、本体2aの一方の端部および他方の端部からそれぞれ外方に延出して形成された軸部分2bおよび軸部分2cとから構成されている。
ところで、このようなセラミック成形体2を焼成したり、あるいは有機バインダーを含んだセラミックグリーン体のように脱脂したりする場合には、通常、図7(A)に示したように、セラミック成形体2の本体2aよりも背の高いブロック4を用意するとともに、このブロック4上にセラミック成形体2を横臥した姿勢にセットし、この状態で容器内に収容していた。
By the way, when such a ceramic molded body 2 is fired or degreased like a ceramic green body containing an organic binder, usually, as shown in FIG. The
しかしながら、このように焼成前のセラミック成形体2を横臥した姿勢でブロック4上にセットすると、その本体2aが、図7(B)に示したように、自重により垂れ下がって
しまい、結果として、両端の軸部分2b、2cが変形してしまうという問題があった。このようなセラミック成形体2の変形は、バインダーが使用されたセラミックグリーン体を脱脂する際に、顕著である。
However, when the ceramic molded body 2 before firing is set on the
本発明は、このような従来の実情に鑑み、窒化アルミニウムなどからなるセラミック成形体の変形を可及的に防止することのできるセラミック成形体の保持具を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of such conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a holder for a ceramic molded body that can prevent deformation of the ceramic molded body made of aluminum nitride or the like as much as possible.
本発明に係るセラミック成形体の保持具は、
中空成形体よりなる本体と、該本体の両端よりそれぞれ延出して形成された軸部分とからなるセラミック成形体を、上記軸部分を垂直とした状態で保持するための保持具であって、
前記軸部分が遊嵌し得る穴部を同位置に有する一対の枠体と、上記枠体間に介在せしめ、該上下段の枠体の間隔を、前記セラミック成形体の本体の高さ以上、上方の軸部分と本体の高さの合計長未満となるように保持する支持体とよりなり、
且つ、該支持体は、少なくとも一方の枠体と着脱自在に枠体に取り付けられ、該セラミック成形体が、下段の枠体に本体の下方面の少なくとも一部が当接して保持されるように成したことを特徴としている。
The ceramic molded body holder according to the present invention is:
A holding tool for holding a ceramic molded body comprising a main body made of a hollow molded body and a shaft portion formed extending from both ends of the main body in a state where the shaft portion is vertical,
A pair of frame bodies having the hole portions in which the shaft portion can be loosely fitted, and the frame bodies are interposed between the upper and lower frame bodies at a height equal to or higher than the main body of the ceramic molded body, It consists of a support body that holds the upper shaft portion and the main body so as to be less than the total length,
The support is attached to the frame so as to be detachable from at least one of the frames, and the ceramic molded body is held so that at least a part of the lower surface of the main body abuts on the lower frame. It is characterized by that.
このような構成の本発明に係る保持具によれば、セラミック成形体が一対の枠体間に立位の姿勢に配置され、かつ本体の上部が枠体に押さえられることなく保持されるとともに、下段の枠体側では、本体の一部が下段の枠体上に保持されるので、軸部分に変形が生じることがない。 According to the holder of the present invention having such a configuration, the ceramic molded body is disposed in a standing posture between the pair of frame bodies, and the upper part of the main body is held without being pressed by the frame body, On the lower frame side, since a part of the main body is held on the lower frame, the shaft portion is not deformed.
また、一対の枠体間に介在される支持体は、少なくとも一方の枠体と着脱自在であるため、この支持体を一方の枠体から取り外すことにより、内部に収容されるセラミック成形体の取り付け、取り外しを容易に行なうことができる。 Moreover, since the support body interposed between the pair of frame bodies is detachable from at least one frame body, the ceramic molded body housed inside can be attached by removing the support body from the one frame body. Can be easily removed.
さらに、本発明の保持具では、上下段のそれぞれの枠体に穴部を複数個設けても良い。
このような構成であれば、複数個のセラミック成形体を同時に保持することができる。
また、本発明に係るセラミック成形体の保持具では、下方に位置する枠体に形成された穴の長さが、前記セラミック成形体の下方の軸部分の長さに対して、0.3倍以上のであることが好ましい。
Furthermore, in the holder of the present invention, a plurality of holes may be provided in the upper and lower frame bodies.
With such a configuration, a plurality of ceramic molded bodies can be held simultaneously.
In the ceramic molded body holder according to the present invention, the length of the hole formed in the lower frame body is 0.3 times the length of the lower shaft portion of the ceramic molded body. The above is preferable.
このように、穴の長さが設定されていれば、セラミック成形体を安定した状態で下方の枠体に保持させることができる。
さらに、本発明では、枠体の穴部が、互いに直交するように重ねられた櫛歯状の枠体構成部材により形成されていても良い。
Thus, if the length of the hole is set, the ceramic molded body can be held on the lower frame body in a stable state.
Furthermore, in the present invention, the hole portions of the frame body may be formed by comb-shaped frame body constituent members that are stacked so as to be orthogonal to each other.
このような構成であれば、2つの櫛歯状の枠体構成部材に形成された溝部の交差する位置に穴を構成することができるので、加工が容易である。 With such a configuration, since holes can be formed at positions where grooves formed in the two comb-shaped frame member members intersect, processing is easy.
本発明に係るセラミック成形体の保持具によれば、セラミック成形体が立位の姿勢で無理なく保持されるので、セラミック成形体の変形を可及的に防止することができる。
また、枠体間に介在される支持体は、一方の枠体に着脱自在に取り付けられているので、セラミック成形体の取り付け、取り外しを容易に行なうことができる。
According to the holder for a ceramic molded body according to the present invention, since the ceramic molded body is reasonably held in a standing posture, deformation of the ceramic molded body can be prevented as much as possible.
Moreover, since the support body interposed between the frame bodies is detachably attached to one of the frame bodies, the ceramic molded body can be easily attached and detached.
以下、図面に示した本発明の好ましい実施の形態について説明する。
図1は本発明の一実施例に係るセラミックス成形体6を示したもので、図2は図1のセラミックス成形体6を複数固定するための保持具10を示したものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention shown in the drawings will be described.
FIG. 1 shows a ceramic molded
このセラミック成形体6は、発光管を製造するためのものであり、図7に示したセラミック成形体2と略同様に形成されている。すなわち、中空状に形成された本体6aと、この本体6aの一方の端部に延出して形成された第1の軸部分6bと、他方の端部に延出して形成された第2の軸部分6cとか構成されている。第1の軸部分6bと第2の軸部分6cは、同径でかつ同一長さに形成されている。これらは窒化アルミニウムからなる原料粉末に、例えば、酸化イットリウムなどの焼結助剤を混合するとともに有機バインダーを配合し、その後、これらの混合物を所定形状に成形して製造されている。また、このセラミック成形体6を脱脂した後、所定の温度で焼成することで焼結体(発光管6’)が製造される。
This ceramic molded
なお、セラミック成形体6がプレス加工で製造されたセラミックプレス体である場合には、有機バインダーを含んでいないため脱脂が不要であり、そのまま焼成される。
一方、このようなセラミック成形体6を固定するための保持具10は、平板状の一対の枠体20、30と、これらの枠体間を一定の間隔に保持する支持体50と、から構成される。
In addition, when the ceramic molded
On the other hand, the
枠体20,30の材質は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックスや、タングステン[W]、モリブデン[Mo]等の非炭素製の材料が使用できるが、その中でも、耐久性の点から窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックス製であることが好ましい。
The materials of the
枠体20、30には、図1に示したセラミック成形体6の第1の軸部分6bまたは第2の軸部分6cを収容することのできる多数の穴12が、所定のピッチで縦横に並ぶように形成されるとともに、四隅部に係止穴58が形成されている。また、枠体20,30は、汎用性の点から同一形状、同一厚さであることが好ましいが、これに限定されない。
A large number of
枠体20,30に形成された穴12の径は、セラミック成形体6の軸部分6b、6cを遊嵌できるように、軸部分6b、6cの直径より大径に形成されている。
すなわち、図4に示したように、第1の軸部6bと第2の軸部6cの直径をX、穴12の径をYとしたとき、1.1X<Y<2Xが好ましい。これにより、軸部6b、6cを穴12に挿入すれば、軸部6b、6cは、穴12の内部に遊嵌状態で収容される。
The diameter of the
That is, as shown in FIG. 4, when the diameter of the
一方、枠体20,30間に配置される支持体50は、略円柱状の胴部52と、これより小径の軸状端部54,56とを有し、軸状端部54,56が、枠体20,30の係止穴58、58内にそれぞれ挿入されることで、一対の枠体20,30間が一定間隔Aに保持される。
On the other hand, the
支持体50の材質も枠体の材質と同様、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックス製であることが好ましい。
そして、セラミック成形体6は、図3に示したように、保持具10内に立位の姿勢で収容される。なお、支持体50の軸状端部54,56の長さは、枠体20,30から突出する長さであっても良く、図3に示したように枠体20,30から突出しない長さであっても良い。
The material of the
And the ceramic molded
また、図3に示したように、支持体50により規定される枠体20,30の間隔Aは、セラミック成形体6の本体6aが、枠体20に当接しないことが好ましい。
すなわち、上下段の枠体20,30間の間隔をA、セラミック成形体6の本体6aの高
さをB、セラミック成形体6の上方の軸部分6bの長さをCとしたとき、
B≦A<(B+C)であることが好ましい。
As shown in FIG. 3, it is preferable that the
That is, when the interval between the upper and
It is preferable that B ≦ A <(B + C).
これにより、セラミック成形体6の本体6aは、枠体20に接触しないで枠体20、30間に収容されることになる。一方、セラミック成形体6の本体6aの下方部は、下段の枠体30の上面に当接して保持されることになる。
Thereby, the
ここで、図4に示したように、下方に配置される枠体30の穴12の長さ(深さ)をD、セラミックス成形体6の下方の軸部分6cの長さをEとしたとき、
D>0.3E
であることが好ましい。
Here, as shown in FIG. 4, when the length (depth) of the
D> 0.3E
It is preferable that
また、穴12の長さDが十分に長い場合は、穴12は枠体30を貫通していない凹部であっても良い。
図3、図4に示したように、セラミック成形体6の下方の軸部分6cの先端部が枠体30の穴12を貫通して外方に突出する場合には、枠体30の下方に、軸部分6cの突出長より長い高さの脚部を配設し、この脚部により枠体30の載置面と軸部分6cの先端部との間に間隙を設ける必要がある。
Further, when the length D of the
As shown in FIGS. 3 and 4, when the tip portion of the
このような脚部を枠体30の下部に設ければ、セラミックス成形体6の軸部分6cの先端部が載置面に接触することがない。したがって、セラミック成形体6の脚部6cが載置面に接触することによるセラミック成形体6の変形を防止することができる。
If such a leg part is provided in the lower part of the
なお、脚部の材質も枠体及び支持体の材質と同様、窒化アルミニウム、窒化ホウ素等のセラミックス製であることが好ましい。
以上説明したように、本発明によれば、多数のセラミック成形体6が立位の姿勢で保持されるので、セラミック成形体6の本体6aが自重などにより変形してしまうことはない。よって、セラミック成形体6を保持具10を介して図示しない所定の容器内に入れ炉内で脱脂したり、焼成したりしても、セラミック成形体6の寸法精度を良好に維持することができる。
The leg material is preferably made of ceramics such as aluminum nitride and boron nitride, as is the case with the frame and support.
As described above, according to the present invention, since a large number of ceramic molded
なお、本発明の有効性を調べるための実験を行なった。
先ず、上記したように、有機バインダーを含んだセラミックグリーン体6を用意し、このセラミックグリーン体6を、従来例の図7(A)に示したように、横臥した姿勢で2つのブロック4,4上に載置して脱脂し、その後、炉内で焼成することでセラミック製の発光管6を製造した(サンプル1)。
An experiment for examining the effectiveness of the present invention was conducted.
First, as described above, a ceramic
また、同様のセラミックグリーン体6を用意し、このセラミックグリーン体6を、図3に示したように立位の姿勢として下段の枠体30と上段の枠体20との間に配置し、この姿勢から脱脂と焼成を行なった。そして、本発明によるセラミック製の発光管6を得た(サンプル2)。
Further, a similar ceramic
サンプル1の場合、軸部分6b、6cを中心に変形が生じたが、サンプル2の場合、どこにも変形が生じていなかった。これにより、本発明の有効性が確認された。
以上本発明の一実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に何ら限定されない。
In the case of sample 1, deformation occurred around the
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to the above embodiment.
例えば、上記実施例では、セラミック成形体6の下方部分は、一枚の枠体30により保持されているが、下方部分を2枚の枠体で保持させても良い。
図5は、2枚の枠体でセラミックス成形体6の下方部分を保持する例を示したものであ
る。
For example, in the above embodiment, the lower portion of the ceramic molded
FIG. 5 shows an example in which the lower part of the ceramic molded
この実施例では、枠体30の下方に第3の枠体40が組み合わされて積層されている。
このように2枚の枠体30,40で下段の枠体を構成すれば、一枚当たりの枠体の厚さを薄くすることができる。なお、この実施例の場合も軸部分6cの先端部が外方に突出するので、第3の枠体40の下面に、別途脚部を設けることが好ましい。
In this embodiment, the
If the lower frame is constituted by the two
さらに、本発明では、上部の枠体と下部の枠体を、それぞれ2枚の枠体から構成することもできる。
すなわち、図6(A),(B)に示したように、櫛歯状の溝62が多数形成された1つの枠体構成部材60と,櫛歯状の溝72が多数形成された他の枠体構成部材70を2枚一対で用意し、これらの枠体構成部材60,70を図6(C)に示したように、互いの溝62、72が直交する方向に重ね合わせれば、2枚の枠体で第1の枠体20と同様の枠体80を構成することもできる。
Furthermore, in the present invention, the upper frame body and the lower frame body can each be composed of two frame bodies.
That is, as shown in FIGS. 6 (A) and 6 (B), one
このような構成によれば、枠体構成部材60に形成された直線状の溝62と、他の枠体構成部材70に形成された直線状の溝72とが、互いに合致する部分に、穴12に対応する矩形の開口22が形成されることになる。よって、この開口22を、図1に示したセラミック成形体6の軸部分6b、6cを挿入するための穴12の代わりとして使用することができる。
According to such a configuration, the
また、上記実施例では、上段の枠体20と下段の枠体30とを同じ厚さに設定しているが、下段の枠体30を上段の枠体20に対して厚く設定することもできる。
また、支持体50は、上記実施例に何ら限定されない。
Moreover, in the said Example, although the
Moreover, the
例えば、上記実施例では、支持体50が枠体20,30と別部材であり、枠体20,30に対して着脱自在に形成されているが、支持体50を、枠体20、30のいずれか一方に一体的に取り付けても良い。このようにすれば、保持具10の組立て、組み外しを簡略化することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
さらに、セラミック成形体6は、発光管以外であっても良い。また、上記実施例におけるセラミック成形体6の本体6aは、軸方向にも緩やかに膨出した形状となっているが、その本体6aの外形は、単に円柱状に形成されていても良い。
Furthermore, the ceramic molded
また、上記実施例では、例えば、第2の枠体30に、計16個の穴12が形成され、最大16個のセラミック成形体6を固定できるようにしているが、保持具10の最大処理数などは、実施例に何ら限定されない。
In the above embodiment, for example, a total of 16
6 セラミック成形体
6a 本体
6b 軸部分
6c 軸部分
10 保持具
12 穴
20 枠体
22 開口
30 枠体
40 第3の枠体
50 支持体
52 胴部
54 軸状端部
56 軸状端部
58 係止穴
60 枠体構成部材
62 溝
70 枠体構成部材
72 溝
A 枠体間の間隔
6 Ceramic molded
Claims (4)
前記軸部分が遊嵌し得る穴部を同位置に有する一対の枠体と、上記枠体間に介在せしめ、該上下段の枠体の間隔を、前記セラミック成形体の本体の高さ以上、上方の軸部分と本体の高さの合計長未満となるように保持する支持体とよりなり、
且つ、該支持体は、少なくとも一方の枠体と着脱自在に枠体に取り付けられ、該セラミック成形体が、下段の枠体に本体の下方面の少なくとも一部が当接して保持されるように成したことを特徴とするセラミック成形体の保持具。 A holding tool for holding a ceramic molded body comprising a main body made of a hollow molded body and a shaft portion formed extending from both ends of the main body in a state where the shaft portion is vertical,
A pair of frame bodies having the hole portions in which the shaft portion can be loosely fitted, and the frame bodies are interposed between the upper and lower frame bodies at a height equal to or higher than the main body of the ceramic molded body, It consists of a support body that holds the upper shaft portion and the main body so as to be less than the total length,
The support is attached to the frame so as to be detachable from at least one of the frames, and the ceramic molded body is held so that at least a part of the lower surface of the main body abuts on the lower frame. A ceramic molded body holder characterized by being made.
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