特許 6792287 多軸通電焼結装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6792287

(24)【登録日】2020年11月10日

(45)【発行日】2020年11月25日

(54)【発明の名称】多軸通電焼結装置

(51)【国際特許分類】

   B22F 3/14 20060101AFI20201116BHJP

   B30B 11/02 20060101ALI20201116BHJP

【ＦＩ】

   B22F3/14 101A

   B30B11/02 A

【請求項の数】3

【全頁数】10

(21)【出願番号】特願2017-34475(P2017-34475)

(22)【出願日】2017年2月27日

(65)【公開番号】特開2018-141185(P2018-141185A)

(43)【公開日】2018年9月13日

【審査請求日】2020年1月31日

(73)【特許権者】

【識別番号】594043122

【氏名又は名称】株式会社アカネ

(74)【代理人】

【識別番号】100132964

【弁理士】

【氏名又は名称】信末 孝之

(72)【発明者】

【氏名】砂本 健市

【審査官】 國方 康伸

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１０−２５９４０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−６８９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−２５４１７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭６３−１０６７８１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開２０００−３２６０８４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２２Ｆ １／００− ８／００

Ｂ３０Ｂ １１／００−１１／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

上下方向の加圧軸と水平方向の通電軸とを備え、成形型内の粉体材料を前記加圧軸により加圧しながら前記通電軸により通電して焼結する通電焼結装置であって、
前記成形型に対する前記通電軸の傾斜角度を調整する傾斜角度調整手段を有することを特徴とする多軸通電式焼結装置。

【請求項2】

前記傾斜角度調整手段が、前記成形型側の第１調整板と、前記第１調整板と当接する前記通電軸側の第２調整板と、前記第１調整板と前記第２調整板との隙間を調整する隙間調整手段とからなることを特徴とする請求項１に記載の多軸通電式焼結装置。

【請求項3】

前記隙間調整手段が、前記第１調整板と前記第２調整板との隙間に挿入されるジャッキボルトと、前記第１調整板と前記第２調整板とを近付けるように付勢するスプリングボルトと、前記第１調整板と前記第２調整板とを固定するロックボルトとからなることを特徴とする請求項２に記載の多軸通電式焼結装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体材料を加圧しながら通電して焼結する通電焼結装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、粉体材料を加圧しながら通電して焼結する通電焼結装置として、一軸通電焼結装置と多軸通電焼結装置とがある。

【0003】

図４に示す一軸通電焼結装置２００は、真空容器２７０内の成形型２８０に入れられた粉体材料に対して、上方にスペーサー２１１，２１２及び上パンチ２１３を配置し、下方にスペーサー２２１，２２２及び下パンチ２２３を配置し、上下方向の加圧通電軸２１０，２２０により加圧通電して、焼結体２９０を生成するものである。一軸通電焼結装置は、加圧と通電に同じ軸を使用することから、焼結部分の径方向（水平方向）の温度分布が不均一となりやすい。その欠点を改良すべく、加圧軸と通電軸とを分離したものが多軸通電焼結装置である。

【0004】

図５に示す多軸通電焼結装置１００は、真空容器１７０内の成形型１８０に入れられた粉体材料を、上下方向の加圧軸１１０，１２０により加圧し、水平方向の通電軸（Ａ）１３０，１４０及び通電軸（Ｂ）１５０，１６０により通電するようになっている。そして、通電軸による通電方法に関して、特許文献１には、加圧下にある粉体材料を収納する筒状の型の側面の周囲に、２本一対を１組とした電極を複数組配設して、各組の一対の電極に対する通電を交互に切り換えながら粉体材料に熱を付与するようにした多軸通電焼結装置に関する発明が記載されている。

【0005】

ここで、多軸通電焼結装置における成形型と通電軸との接触面について説明する。多軸通電焼結装置では、通電軸が成形型に接触して通電することにより成形型が加熱されるが、このとき成形型と通電軸との接触面は均一であることが好ましい。成形型と通電軸との接触面が不均一になると、成形型の接触部分だけが加熱されて（局所加熱の発生）、内部の粉体材料の加熱が偏ったり、成形型に割れが生じたりする原因となるためである。

【0006】

しかしながら、通電軸は長尺で重量もあるため先端部分が下がって傾く傾向があり、成形型に対して傾斜してしまい、面ではなく線あるいは点で接触することがある。また、成形型自体の配置によっても、通電軸との接触面が不均一になることがある。そのため、成形型に対する通電軸の傾斜角度を調整する必要がある。

【0007】

図６を参照して、従来例に係る多軸通電焼結装置における、成形型に対する通電軸の傾斜角度の調整方法について説明する。図６は、従来例に係る多軸通電焼結装置３００の構成図である。架台３１３に固定されたチャンバー３１２内には、成形型３１０が配置されている。また、架台３１３には、ボルト３２９により設置台３２８が取り付けられており、設置台３２８の上に通電軸３２０及びエアーシリンダー３２５が固定されている。通電軸３２０は、設置台３２８に通電軸固定部材３２７により固定されており、エアーシリンダー３２５の伸縮に伴い、通電軸ガイド３２６に沿って左右方向に移動する。また、チャンバー３１２の内部には、通電軸３２０に対する球面軸受３１５が設けられている。

【0008】

ここで、図６に示す多軸通電焼結装置３００には、成形型３１０に対する通電軸３２０の傾斜角度を調整するために機構は備えられていない。そのため、架台３１３と設置台３２８との間（図６の符号Ａの部分）に調整用のシムを挿入し、設置台３２８全体を傾けることにより通電軸３２０を傾斜させていた。そして、傾斜角度の調整は、シムの枚数や厚さを調整することにより行っていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特許第４２２６６７４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

しかしながら、図６に示す従来例に係る多軸通電焼結装置３００における、成形型３１０に対する通電軸３２０の傾斜角度の調整方法は、シムによる調整を繰り返し行う必要があるため時間と手間がかかるとともに、微妙な調整が困難であった。

【0011】

本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、成形型に対する通電軸の傾斜角度を短時間で調整でき、かつ微妙な調整も可能な多軸通電焼結装置を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記課題を解決するため、本発明の多軸通電式焼結装置は、上下方向の加圧軸と水平方向の通電軸とを備え、成形型内の粉体材料を前記加圧軸により加圧しながら前記通電軸により通電して焼結する通電焼結装置であって、前記成形型に対する前記通電軸の傾斜角度を調整する傾斜角度調整手段を有することを特徴とする。

【0013】

また好ましくは、前記傾斜角度調整手段が、前記成形型側の第１調整板と、前記第１調整板と当接する前記通電軸側の第２調整板と、前記第１調整板と前記第２調整板との隙間を調整する隙間調整手段とからなることを特徴とする。

【0014】

また好ましくは、前記隙間調整手段が、前記第１調整板と前記第２調整板との隙間に挿入されるジャッキボルトと、前記第１調整板と前記第２調整板とを近付けるように付勢するスプリングボルトと、前記第１調整板と前記第２調整板とを固定するロックボルトとからなることを特徴とする。

【発明の効果】

【0015】

本発明の通電焼結装置は、上下方向の加圧軸と水平方向の通電軸とを備え、成形型内の粉体材料を加圧軸により加圧しながら通電軸により通電して焼結するようになっている。そして、成形型に対する通電軸の傾斜角度を調整する傾斜角度調整手段を有している。従って、傾斜角度調整手段により成形型と通電軸との接触面が均一となるように傾斜角度を調整して、成形型の局所加熱の発生を抑制することができる。

【0016】

また、傾斜角度調整手段が、成形型側の第１調整板と、第１調整板と当接する通電軸側の第２調整板と、第１調整板と第２調整板との隙間を調整する隙間調整手段とからなる場合には、隙間調整手段により第１調整板と第２調整板との隙間を調整することにより、成形型に対する通電軸の傾斜角度を調整することができる。

【0017】

また、隙間調整手段が、第１調整板と第２調整板との隙間に挿入されるジャッキボルトと、第１調整板と第２調整板とを近付けるように付勢するスプリングボルトと、第１調整板と第２調整板とを固定するロックボルトとからなる場合には、まずジャッキボルトを回すことにより、第１調整板と第２調整板との隙間を微妙に調整することができる。また、スプリングボルトにより第１調整板と第２調整板とを近付けるように付勢することにより、ジャッキボルトによる隙間の調整の際に、第１調整板と第２調整板とが開かないように仮固定することができる。そして、ロックボルトにより、第１調整板と第２調整板とを最終的に固定することができる。

【0018】

このように、本発明の多軸通電焼結装置によれば、成形型に対する通電軸の傾斜角度を短時間で調整でき、かつ微妙な調整も可能である。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】本発明の実施形態に係る多軸通電焼結装置の構成図である。

【図2】隙間調整手段を示す拡大図である。

【図3】第１調整板（第２調整板）を示す正面図である。

【図4】一軸通電焼結装置の構成図である。

【図5】多軸通電焼結装置の構成図である。

【図6】従来例に係る多軸通電焼結装置の構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

次に、図１乃至図３を参照して、本発明の実施形態に係る多軸通電焼結装置について説明する。図１は、本実施形態に係る多軸通電焼結装置１の構成図である。ここで、本実施形態に係る多軸通電焼結装置１の全体構成は、従来例として説明した図５に示す多軸通電焼結装置１００と同様であり、真空容器内の成形型に入れられた粉体材料を、上下方向の加圧軸により加圧し、水平方向の通電軸により通電するようにしたものである。ただし、図１の構成図は、上下方向の加圧軸の記載を省略し、４本の通電軸のうち１本の通電軸についてのみ記載したものである。なお、他の３本の通電軸についても図１に記載した通電軸と同様の構成である。

【0021】

架台１３に固定されたチャンバー１２内には、成形型１０が配置されている。チャンバー１２の端部にはフランジ１４が形成されており、フランジ１４に第１調整板１１が固定されている。また、チャンバー１２の内部には、通電軸２０に対する球面軸受１５が設けられている。

【0022】

一方、通電軸２０の基端部を囲むように、第２調整板２１、エアーシリンダー固定板２２、下部プレート２３及びロッド２４が配置されており、これらにより筐体２８が形成されている。エアーシリンダー固定板２２にはエアーシリンダー２５が固定されている。通電軸２０は、下部プレート２３に通電軸固定部材２７により固定されており、エアーシリンダー２５の伸縮に伴い、通電軸ガイド２６に沿って左右方向に移動する。

【0023】

第１調整板１１と第２調整板２１とは当接しており、通電軸２０は第１調整板１１及び第２調整板２１を貫通して成形型１０方向に進退するようになっている。そして、第１調整板１１と第２調整板２１との間には、後述する隙間調整手段により隙間が形成されるようになっており、この隙間を調整することで成形型１０に対する通電軸２０の傾斜角度を調整することができるようになっている。

【0024】

すなわち、第１調整板１１と第２調整板２１との間に隙間が形成されても、第１調整板１１と成形型１０との位置関係は変化しない。同様に、第２調整板２１と通電軸２０との位置関係も変化しない。従って、第１調整板１１と第２調整板２１との間に隙間が形成されて両者の位置関係が変化するのに伴い、成形型１０と通電軸２０との位置関係が変化し傾斜角度を調整することができるのである。このように、第１調整板１１、第２調整板２１及び後述する隙間調整手段が、多軸通電焼結装置１の傾斜角度調整手段として機能する。

【0025】

次に、図２を参照して、第１調整板１１と第２調整板２１との間の隙間調整手段について説明する。隙間調整手段は、ジャッキボルト３０、スプリングボルト４０及びロックボルト５０から構成されている。

【0026】

ジャッキボルト３０は第２調整板２１を貫通しており、その先端が第１調整板１１に当接している。すなわち、ジャッキボルト３０は、第１調整板１１と第２調整板２１との隙間に挿入されるようになっている。また、ジャッキボルト３０の基端側には、ジャッキボルト固定用ナット３１が螺着されている。ジャッキボルト３０が貫通する第２調整板２１の孔の内側にはタップが切られており、ジャッキボルト３０と螺合するネジ山Ｔが形成されている。ジャッキボルト３０を回転させることにより隙間への挿入長さが変化するので、隙間の大きさを調整することができる。

【0027】

スプリングボルト４０は第１調整板１１及び第２調整板２１を貫通しており、先端にはスプリングボルト固定用ナット４１が螺着されている。スプリングボルト４０が貫通する第２調整板２１の孔の内側にはタップが切られており、スプリングボルト４０と螺合するネジ山Ｔが形成されている。スプリングボルト４０が貫通する第１調整板１１の孔の内側には、ネジ山が形成されていない。また、スプリングボルト４０の基端側には、スプリング４２が取り付けられている。これにより、スプリングボルト４０は、第１調整板１１と第２調整板２１とを近付けるように付勢している。

【0028】

ロックボルト５０は第１調整板１１及び第２調整板２１を貫通しており、先端にはロックボルト固定用ナット５１が螺着されている。また、ロックボルト５０の基端側には、球面座金５２が取り付けられている。ロックボルト５０が貫通する第１調整板１１の孔の内側にはタップが切られており、ロックボルト５０と螺合するネジ山Ｔが形成されている。ロックボルト５０が貫通する第２調整板２１の孔の内側には、ネジ山が形成されていない。

【0029】

ここで、図２では説明をわかりやすくするために、隙間調整手段としてのジャッキボルト３０、スプリングボルト４０及びロックボルト５０を下部に１組設けた状態を示しているが、実際には図３に示すように、第１調整板１１（第２調整板２１）の４隅に設ける。そして４隅に設けた各組を操作しながら、最適な傾斜角度となるように第１調整板１１と第２調整板２１との隙間を多方向から調整する。なお、図３における符号Ｈは、通電軸２０の貫通孔である。

【0030】

ジャッキボルト３０、スプリングボルト４０及びロックボルト５０から構成された隙間調整手段による調整方法について説明する。以下における操作は、４隅の各組において行う。まず、スプリングボルト４０を回転させてスプリングの強さを調整する。スプリングボルト４０は、ジャッキボルト３０による隙間調整の際に、エアーシリンダー２５の伸縮によって第１調整板１１及び第２調整板２１の位置関係が変化しないように仮固定するためのものである。従って、エアーシリンダーの出力よりも強くなるように調整する。

【0031】

次に、ジャッキボルト３０を回転させて第１調整板１１と第２調整板２１との隙間を調整する。そして、エアーシリンダー２５を伸ばして通電軸２０を成形型１０に接触させて、接触面の均一性を確認する。これを繰り返し行いながら調整する。

【0032】

隙間の調整が終了したら、ロックボルトで第１調整板１１と第２調整板２１とを固定する。以上により、成形型１０に対する通電軸２０の傾斜角度の調整が完了する。

【0033】

本実施形態に係る通電焼結装置１は、上下方向の加圧軸と水平方向の通電軸とを備え、成形型内の粉体材料を加圧軸により加圧しながら通電軸により通電して焼結するようになっている。そして、成形型１０に対する通電軸２０の傾斜角度を調整する傾斜角度調整手段を有している。従って、傾斜角度調整手段により成形型１０と通電軸２０との接触面が均一となるように傾斜角度を調整して、成形型１０の局所加熱の発生を抑制することができる。

【0034】

また、傾斜角度調整手段が、成形型１０側の第１調整板１１と、第１調整板１１と当接する通電軸２０側の第２調整板２１と、第１調整板１１と第２調整板２１との隙間を調整する隙間調整手段とからなるので、隙間調整手段により第１調整板１１と第２調整板２１との隙間を調整することにより、成形型１０に対する通電軸２０の傾斜角度を調整することができる。

【0035】

また、隙間調整手段が、第１調整板１１と第２調整板２１との隙間に挿入されるジャッキボルト３０と、第１調整板１１と第２調整板２１とを近付けるように付勢するスプリングボルト４０と、第１調整板１１と第２調整板２１とを固定するロックボルト５０とからなるので、まずジャッキボルト３０を回すことにより、第１調整板１１と第２調整板２１との隙間を微妙に調整することができる。また、スプリングボルト４０により第１調整板１１と第２調整板２１とを近付けるように付勢することにより、ジャッキボルト３０による隙間の調整の際に、第１調整板１１と第２調整板２１とが開かないように仮固定することができる。そして、ロックボルト５０により、第１調整板１１と第２調整板２１とを最終的に固定することができる。

【0036】

このように、本実施形態に係る多軸通電焼結装置１によれば、成形型１０に対する通電軸２０の傾斜角度を短時間で調整でき、かつ微妙な調整も可能である。

【0037】

以上、本発明の実施形態に係る多軸通電焼結装置について説明したが、本発明は上述した実施の形態に限定されるわけではなく、その他種々の変更が可能である。

【符号の説明】

【0038】

１ 多軸通電焼結装置
１０ 成形型
１１ 第１調整板
１２ チャンバー
１３ 架台
１４ フランジ
１５ 球面軸受
２０ 通電軸
２１ 第２調整板
２２ エアーシリンダー固定板
２３ 下部プレート
２４ ロッド
２５ エアーシリンダー
２６ 通電軸ガイド
２７ 通電軸固定部材
２８ 筐体
３０ ジャッキボルト
３１ ジャッキボルト固定用ナット
４０ スプリングボルト
４１ スプリングボルト固定用ナット
４２ スプリング
５０ ロックボルト
５１ ロックボルト固定用ナット
５２ 球面座金
１００ 多軸通電焼結装置
１１０ 加圧軸
１２０ 加圧軸
１３０ 通電軸
１４０ 通電軸
１５０ 通電軸
１６０ 通電軸
１７０ 真空容器
１８０ 成形型
２００ 一軸通電焼結装置
２１０ 加圧通電軸
２１１ スペーサー
２１２ スペーサー
２１３ 上パンチ
２２０ 加圧通電軸
２２１ スペーサー
２２２ スペーサー
２２３ 下パンチ
２７０ 真空容器
２８０ 成形型
２９０ 焼結体
３００ 多軸通電焼結装置
３１０ 成形型
３１２ チャンバー
３１３ 架台
３１５ 球面軸受
３２０ 通電軸
３２５ エアーシリンダー
３２６ 通電軸ガイド
３２７ 通電軸固定部材
３２８ 設置台
３２９ ボルト
Ｔ ネジ山

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】