JPS59190510A - セラミックス製締結具の締結方法 - 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】 本発明はボルト、ナツト等の締結具に係シ、特にセラミ
ックス製の締結具で必ってセラミック部材の締結に好適
な締結具に関するものである。

セラミック部材同士を結合する方法として、セラミック
ス製のボルトを用いてボルト締めする方法がある。しか
しながら周知の如くセラミックスは脆性材料でおるとこ
ろから強く締め過ぎたシ衝撃荷重がかかると局部的に応
力集中がおこｐねじ溝が欠損するという問題がある。藍
だセラミック部品は一般にその加工が容易ではなく、複
雑な形状のボルト等においては寸法精度が低いところか
ら、形成されたねじ溝もその寸法精度が低くそのために
上記の如き問題点が助長されるという欠点がある。

本発明の目的は上記従来技術の欠点を解消し、確実かつ
強固な締結が可能とされるセラミックス裂の締結具を提
供することにある。

この目的全達成するために本発明のセラミックス製締結
具は、少なくともねじ溝の部分に室温より高い温度で軟
質となる物質を被装するようにしたものである。

本発明に係る締結具を用いて部材を締結するには、まず
該締結具全所定の温度範囲に加熱し、ねじ溝などに被装
された物質を軟かくしておく。そしてこの加熱状態で締
結し、その後冷却する。そうすると被装物質も冷却によ
って硬くなり、堅牢な結合が行なわれるようになる。甘
だ、締め付は中は被装物質が軟化しておシ、被締結部材
と締結具との間隙に満遍なくゆきわたり、冷却・硬化後
には被締結部材と締結具とは緊密に一体となる。

そしてこのために締結部に衝撃荷重が負荷されても締結
具に則して局部的な応力集中の生ずることが防止され、
ねじ溝の欠損などのおそれも悉く解消され、かつ結合強
度も大きく向上されるのである。

このような、室温よりも高い温度範囲において軟質とな
る物質としては超塑性合金が好適であるが、その他にも
結合時の加温温度範囲で軟質の合金るるいはグラスチッ
ク、ガスケット等でもよい。

第１表に代表的な超塑性金属の組成、伸び及び超塑性を
示す温度範囲を示す。

以下図面に示す実施例を参照して本発明を更に詳細に説
明する。

第１図は本発明の実施例に係るボルトの側面図である。

このボルトｌのねじ部１ａ及びボルトの頭の裏面側１ｂ
には超塑性合金がコーティング又は２イニングされてい
る。また第２図は本発明の実施例に係るナツトの断面図
であり、このナツト２のねじ溝２ａにも同様に超塑性合
金のコーティング又はライニングが施されている。なお
ボルト１、ナツト２はそれぞれセラミックス製である。

超塑性材料をライニング又はコーティングする方法とし
てはイ虚々のものがあシ、超塑性合金全コーティングす
る方法としては電気化学的方法であるメッキによるもの
、溶射によるもの、ブラスト圧着法によるもの等が考え
られる。この内溶射法とは高温炎（例えば、酸素プロパ
ン炎）−！たけ電気的なアークを利用して合金を溶かし
、これを圧縮空気で微粒化し、素材に吹き付は接着させ
る方法である。またブラスト圧着法とは素材表面に超塑
性材料粉末をブラスト加工し、その際の超塑性流動を利
用し、本粉末を迅速に圧着被覆して行なうものである。

コーティングする場所は接合する部材と結合用ボルト、
ナツトの接触場所のみに行なっても良いし、結合用ボル
ト、ナツトの全体に一体的に行なっても良い。

第３図はこのボルトｌ、ナツト２を用いてセラミック板
３．３同十全接合した状態を示す断面図である。部ちセ
ラミック板３．３に孔を開けておきボルト１を差し通し
ナツト２を締結する。この締結に除しては、ナツト２及
びセラミック板３．３を所定の温度に加熱しておくこと
が必要である。

即ちこのように加熱するとナツト２とセラミック板３と
が熱膨張しボルト１の差し込み及び締め込みが容易にな
ると共に表面にコーティングされた超塑性合金が超塑性
状態を示すようになり両者間の間隙全均一に完全に密着
させるようになり、その後温度が下がるとナツト２がボ
ルト１に強く係合するようになる。また逆にナツト２を
外すときにはこのナツト２を所定温度に加熱するように
すれば容易にナツト２を取り外すことができる。なおナ
ツト２を加熱する際には、加熱温度？超塑性合金が最も
変形し易くなる温度に合わせることが必要であシ、この
ことがセラミック同士の板触面での局部的な応力集中を
防ぎ均一に間をうめる役割をする。なお第１図のボルト
１においてはボルト頭の裏面側１ｂにも超塑性合金がラ
イニングされているので、第３図の如く接合に使用した
場合にはセラミック板３の表面とボルト頭の裏面側１ｂ
とのあたりが軟かに均一になるという効果も奏される。

第４図はボルト１全用いてセラミック板４と肉厚の大き
いセラミック部材５とを結合した状態金示す断面図であ
る。即ちセラミック板４とセラミック部材５にぞれぞれ
透孔４ａ、ねじ孔５ａを設けておきボルト１全締め込ん
でいる。本実施例においてもボルト１とセラミック部材
５とが強固に接合されるとともにセラミック板４とボル
ト１のボルト頭の裏面側１ｂとのあたりが均一に軟かに
なる。なお本実施例においても、ボルト１を締め込むに
際してはセラミック部材５を予じめライニングを行った
超塑性合金の超塑性挙動を示す温度範囲に加熱するよう
にしておけば締め込みが容易になるとともに接触面では
超塑性挙動を示し局部応力の発生が防止出来セラミック
部材５の温度が下がったあとには結合強度が高められる
という効果がある。またセラミック板４に加熱しておけ
ばボルト１の挿通も容易となる。

なお本実施例においてはセラミック部材５に形成された
ねじ孔５ａのねじ溝にも超塑性合金をライニングしてお
くようにしてもよい。

上記各実施例においてはボルト１、ナツト２には超塑性
合金がライニングされているが、これはその他の所定の
温度範囲において軟質となる金属、プラスチック、るる
いはガスケット等でもよい。

また本発明においてはボルト、ナツト等全構成するセラ
ミックスの材質は特に限定されるものではなく、各種の
酸化物、窒化物、炭化物あるいはこれらを組み合わせた
組成のもの等が採用できることは明らかである。

以上の通シ本発明の締結具は少なくともそのねじ溝に所
定の温度範囲で軟質となる物質全被装せしめるようにし
たものであ多、結合強度が高いとともに衝撃荷重に対し
ても高い抵抗性を有しておシ、確実かつ強固な結合が可
能とされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るボルトの側面図、第２図
は同ナツトの断面図、第３図はセラミック板３を接合し
た状態の断面図、第４図は異なる接合状態を示す断面図
である。 １・・・セラミック製ボルト、２・・・セラミック製ナ
ツト。− 代理人　　鵜　沼　辰　之 （ほか１名）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）刻設されたねじ溝を有するセラミックス製の締結
   具において、少なくとも該ねじ溝に室温よシ高い温度範
   囲にて該締結具よりも軟質となる物質全被装せしめてな
   るセラミックス製締結具。
2. （２）　　前記締結具はボルト又はナツトである特許請
   求の範囲第１項記載のセラミックス製締結具。
3. （３）軟質となる物質は超塑性合金である特許請求の範
   囲第１項又は第２項記載のセラミックス製締結具。