JP2003192457A - 多段積みに適した焼成治具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ニューセラミックスあるいは粉末金属の焼成
に用いられる焼成治具を提供する。 【構成】 間隔保持具挿入用のスリットを２カ所以上備
えたセッター載置用平板と平板相互間の面間距離を固定
できる狭径部が形成された複数の間隔保持具とから構成
され、スリットには間隔保持具の同じ高さ位置の狭径部
が嵌合されているもの。間隔保持具は、平板相互間の垂
直距離固定を行う、平板挿入用の狭径部が複数形成され
たもの 【効果】 製造が容易であり、棚板あるいはセッターの
繰り返し使用が可能であり、棚板間調整が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ニューセラミッ
クスあるいは粉末金属の焼成に用いられる焼成治具に関
する技術である。

【０００２】

【従来の技術】従来、セラミック成形物を焼成する際、
セッター、匣鉢あるいは棚板と呼ばれる焼成治具の上
に、ワークとしてのセラミック成形物を置き、焼成炉内
にて脱脂及び焼結を行った。炉内では、できる限り能率
良くワークを焼成するために、連続炉を用いることやセ
ッターを積み重ね通風を良くすることが行われた。従
来、出願人が提案した技術、あるいは公開された技術と
して、実開昭５０−１３１３５９「匣鉢」、特開平１１
−１７１６５５「焼成治具」、実開昭５３−１３０２５
５「陶磁器焼成用棚道具」、実開昭６１−３４００「高
温炉用棚板」等が存在した。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、実開昭５０
−１３１３５９「匣鉢」では、積み重ねた時のズレ防止
機能を持たなかった。また、特開平１１−１７１６５５
「焼成治具」では、ワークの大きさ・量を予め設計に含
め製作されるものであり、脱脂工程の分解ガスの散逸が
２方向に限られるものであった。更に、実開昭５３−１
３０２５５では、多段積層する際の安定に確実を欠くも
のであり、実開昭６１−３４００「高温炉用棚板」で
は、足の製作に手間が掛かり、棚板の組み立てにも手間
が掛かるものであった。この発明は、上記のような従来
技術に存在する問題点に着目してなされたものである。
その目的とするところは、製造が容易であり、棚板の繰
り返し使用が可能であり、棚板間調整が可能な間隔保持
具による安定性が良い焼成治具を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１に記載の発明の焼成治具は、間隔保持具
挿入用のスリットを２カ所以上備えたセッター載置用平
板と平板相互間の面間距離を固定できる狭径部が形成さ
れた複数の間隔保持具とから構成され、スリットには間
隔保持具の同じ高さ位置の狭径部が嵌合されていること
を要旨とする。

【０００５】請求項２に記載の発明の焼成治具は、請求
項１に記載の発明において、それぞれの間隔保持具は、
組み合わされるセッター載置用平板の枚数を超える数の
狭径部を有し、複数のセッター載置用平板がワークの大
きさに適した間隔を開けて平行に間隔保持具より嵌合固
定されるものであることを要旨とする。

【０００６】請求項３に記載の発明の焼成治具は、請求
項１又は請求項２に記載の発明において、間隔保持具の
平面形状が馬蹄形であり、セッター載置用平板のスリッ
トに対して、馬蹄形形状の半円部分が奥になるように嵌
合されていることを要旨とする。

【０００７】請求項４に記載の発明の焼成治具は、請求
項１乃至請求項３に記載の発明において、間隔保持具挿
入用のスリットの最深部平面形状がＵ字形であることを
要旨とする。

【０００８】請求項５に記載の発明の焼成治具は、請求
項１乃至請求項４に記載の発明において、セッター載置
用平板上にセッターを載置してなることを要旨とする。

【０００９】請求項６に記載の発明の間隔保持具は、平
板相互間の垂直距離固定を行う、平板挿入用の狭径部が
複数形成されたものであることを要旨とする。

【００１０】請求項７に記載の発明の間隔保持具は、請
求項６に記載の発明において、平面形状が馬蹄形となっ
た柱状であることを要旨とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明に使用される構成
要素について説明する。セッター載置用平板は、通常セ
ラミックス製の矩形あるいは扇形の平板が利用される
が、間隔保持具が挿入できるスリットを２カ所以上、２
カ所の場合は平板の重心を中心にした２点間の距離が大
きくなる反対位置に、３カ所の場合は平板の長辺となる
辺に２カ所とその２カ所と平板の重心を挟んで反対側に
１カ所というように、平板にワークを最置し積み重ねた
際のバランスが取りやすい位置に設けるのが良い。

【００１２】このスリットの数は、セッター載置用平板
の大きさによってもその最適数は変わるが、１００〜８
００平方センチ程度の平板に対して３または４カ所設け
るのが良い。スリットの大きさは、間隔保持具の大き
さ、特に平板を挟持できる平板厚み分の溝を形成した位
置における径との相関関係により決定されるが、平面方
向の奥行き５〜３０ｍｍ、平面方向の幅１〜２０ｍｍの
大きさにするのが良い。このスリットは、セッター載置
用平板が繰り返し使用される際、特に冷却時に発生する
引っ張り応力をスリット部に集中させ、応力集中を緩和
させて、平板の熱衝撃によるヒビ割れ防止効果があり、
形状は単に幅のある線状であるよりも、応力分散の点か
らスリットの最深部平面形状がＵ字形であることが特に
良い。また、積み重ねて嵌合される間隔保持具の位置を
特定する機能も有する。

【００１３】セッター載置用平板は、通常焼成治具とし
て用いられているコージェライト、ムライト、アルミ
ナ、炭化珪素、マグネシアスピネル等より適宜選択され
る。また、この発明の焼成治具では、セッター載置用平
板の上に、前記平板と同じ組成を持ち、かつ、表面にジ
ルコニア層、アルミナ層等の反応防止層を有するセッタ
ーを載せ、そして、セッター上にワークを載せた形によ
り、実際の利用が行われる

【００１４】また、セッターには、ワークが落下しない
大きさにおいて孔を設けたり、凹凸を設け、焼成時の分
解ガスの発散を容易にしたものも利用可能である。間隔
保持具は、概ね柱状の外形を有し、セッター載置用平板
に設けられた、スリットの溝の幅に嵌合できる狭径部が
複数形成されたものとなっている。狭径部は、一つの間
隔保持具に対して、少なくとも組み合わされるセッター
載置用平板の数だけ設ける。狭径部をセッター載置用平
板の数より多く設けることにより、ワークの種類あるい
は大きさ等の変更に応じて、セッター載置用平板の面間
距離を変更したり、セッター載置用平板の枚数変更に応
じたりすることが出来る。

【００１５】セッター載置用平板のスリットに対して、
間隔保持具の同じ高さ位置にある狭径部を挿入固定する
ことにより、平板相互間の垂直距離固定を行うことがで
きる。間隔保持具は、セッター載置用平板相互間の距離
を一定に固定できるようにするものであり、セッター載
置用平板に設けられたスリットに嵌合できる狭径部を複
数有する柱状となっている。

【００１６】間隔保持具の材質は、先に説明したセッタ
ー載置用平板あるいはセッターと同じセラミックス素材
より任意に選択し、製作することが可能である。各々の
間隔保持具には、セッター載置用平板のスリットに嵌合
できる狭径部を組み合わされるセッター載置用平板の枚
数あるいはそれ以上設ける。間隔保持具に狭径部を設け
るに当り、狭径部の数とセッター載置用平板の枚数が同
数の場合には、設計上のセッター載置用平板相互間距離
に合わせたものとする。狭径部の数をセッター載置用平
板の枚数を超えて設ける場合は、焼成されるワークの種
類、大きさあるいは量に応じて、嵌合位置を変化させる
ことができる。特にセッター載置用平板の枚数が３枚以
上となる場合は、平板相互間距離の調整機能は有効であ
る。

【００１７】また、間隔保持具の平面形状が馬蹄形とな
った柱状であることが、間隔保持具とセッター載置用平
板とを組み合わせて焼成治具としたとき、セッター載置
用平板の有効面積には隙間が生じないため、ワークのこ
ぼれを防ぐことができる。本発明の趣旨を損なわない限
りにおいて、間隔保持具の外側位置に於ける載置用平板
と間隔保持具の間に隙間が生じたとしても一向に差し支
えない。

【００１８】以下、この発明の実施形態を図面に基づい
て詳細に説明する。図１には、この発明の実施例１によ
る焼成治具の斜方投影図を示す。図中、符号１はセッタ
ー載置用平板であり、符号２は間隔保持具である。符号
１０は、この発明の対象である、セッター載置用平板と
間隔保持具を組み合わせた焼成治具全体を示している。
図２にセッター載置用平板の平面図を示し、図３に間隔
保持具の斜方投影図を示す。図中符号３はセッター載置
用平板に形成されたスリットであり、符号４は間隔保持
具に形成された狭径部である。図４には別の実施例２に
よる焼成治具の斜方投影図を示す。図５には、実施例２
における間隔保持具の斜方投影図を示す。図６には、別
の実施例によるセッター載置用平板の平面図を示しす。
図７には、別の実施例による間隔保持具の斜方投影図を
示す。

【００１９】実施例１の焼成治具の製作は、以下に記す
手順により行った。焼成治具の一構成要素であるセッタ
ー載置用平板は、２０ｃｍ×３０ｃｍ×５ｍｍに有る矩
形のアルミナ製の平板を予め作成し、長辺側の角から４
ｃｍの位置に幅２ｃｍ奥行き３ｃｍのＵ字形スリットを
形成させた。なお、スリットの最深部は直径２ｃｍとな
る半円形状とした。もう一つの構成要素である間隔保持
具は、断面が馬蹄形の柱状とし、平面形状である断面形
状が直径２．６ｃｍの半円と２．６ｃｍと２．０ｃｍの
長方形を組み合わせた馬蹄形であり、長さ２０ｃｍにあ
る柱状とした。間隔保持具に設ける狭径部は端から１．
５ｃｍの位置より、セッター載置用平板の厚みに余裕を
持たせて６ｍｍ幅にて９ｍｍづつの間隔により直径９．
５ｍｍにして研削により形成させた。この例では、一本
の間隔保持具が１１個の狭径部を備えたものとなった。

【００２０】三枚のセッター載置用平板に対し四本の間
隔保持具を組み合わせて焼成治具とした。セッター載置
用平板を、間隔保持具を立てた時の、上から三番目、七
番目、十一番目の狭径部に嵌合させた。実施例１におけ
る焼成治具の斜方投影図を図１に示し、実施例１に供し
た間隔保持具の斜方投影図を図３に示す。

【００２１】次に、実施例２の焼成治具の製作は、以下
に記す手順により行った。焼成治具の一構成要素である
セッター載置用平板は、２０ｃｍ×３０ｃｍ×５ｍｍに
有る矩形のアルミナ製の平板を予め作成し、長辺側の角
から５ｃｍの位置に幅１ｃｍ奥行き３ｃｍのスリットを
形成させた。なお、スリットの最深部は直径１ｃｍとな
る半円形状とした。もう一つの構成要素である間隔保持
具は、概ね円柱状とし、外形寸法を直径１．６ｃｍ長さ
２０ｃｍとした。間隔保持具に設ける狭径部は端から
２．５ｃｍの位置より、セッター載置用平板の厚みに余
裕を持たせて６ｍｍ幅にて３．０ｃｍづつの間隔により
直径９．５ｍｍにして研削により形成させた。一本の間
隔保持具が５個の狭径部を備えたものとなった。実施例
２における焼成治具の斜方投影図を図４に示し、間隔保
持具の斜方投影図を図５に示している。

【００２２】三枚のセッター載置用平板に対し四本の間
隔保持具を組み合わせて焼成治具とした。セッター載置
用平板を、間隔保持具を立てた時の、上から一番目、三
番目、五番目の狭径部に嵌合させた。焼成治具の使用に
当たっては、３ｍｍ厚のアルミナ製基板に対し安定化ジ
ルコニアを被覆させた、１３ｃｍ×２９ｃｍのセッター
に焼成用のワークを載せ、これをセッター載置用平板の
上に置いた状態にて、焼成に供した。

【００２３】別の実施形態である、図６に示す形のセッ
ター載置用平板の場合は、スリットをセッター載置用平
板の長辺と短辺に設けてあり、間隔保持具の本数を３本
にして組み立てることができる。また、別の実施形態で
ある間隔保持具の場合は、四角柱状の外観とし狭径部を
断面四角の内の２辺を研削して加工したものとなってい
る。これを図７に示す。

【００２４】以上のように、この実施形態によれば次の
ような効果が発揮される。 ・ Ｕ字形スリットが有ることにより、セッター載置用
平板の耐熱衝撃性を高めることが出来る。

【００２５】・ 耐熱衝撃性向上の為だけにスリットを
設けた場合には、スリットの隙間からワークがこぼれ落
ちる事象が発生したが、この発明の図１の実施形態で
は、スリットを間隔保持具が塞ぐ形となるのでは、ワー
クの落下と言う問題の発生が無い。なお、前記実施形態
を次のように変更して構成することもできる。

【００２６】・ セッター載置用平板に、ワークとの反
応防止層を設けることにより、そのままセッターとして
用いることも可能である。

【００２７】・ 間隔保持具の柱状形状の一端に突起を
設け、もう一端に突起の勘合孔を設け、多段積みに適し
た焼成治具を更に積み重ねて、使用することも可能とな
る。

【００２８】次に、前記実施形態から把握できる技術的
思想について以下に記載する。 ・ セッターを焼成治具に挿入する代わりに、直接ワー
クをセッター載置用平板に置くことで、ワーク焼成が可
能となる。また、セッターを省くことによる、焼成に掛
かる熱負荷を少なくすることとなる。

【００２９】・ 間隔保持具の長さを一定にして、炉内
の広さ、大きさに合わせて、複数の焼成治具を組み合わ
せて利用することができる。

【００３０】

【発明の効果】この発明は、以上のように構成されてい
るため、次のような効果を奏する。請求項１に記載の発
明の焼成治具によれば、ワークの大きさ、量に応じたセ
ッター間隔を設定でき、能率の良いワーク焼成が可能と
なる。

【００３１】請求項２に記載の発明の焼成治具によれ
ば、請求項１に記載の発明の効果に加え、組み合わせで
きるセッターの枚数を複数にすることが可能となり、よ
り効率の良い焼成が可能となる。

【００３２】請求項３に記載の発明の焼成治具によれ
ば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、
セッター載置用平板に設けたスリットからワークが落下
する、不都合の発生が無くなる。

【００３３】請求項４に記載の発明の焼成治具によれ
ば、請求項１、請求項２又は請求項３に記載の発明の効
果に加え、セッター載置用平板の耐熱衝撃性をより確実
なものとすることができる。

【００３４】請求項５に記載の発明の焼成治具によれ
ば、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の発明の
効果に加え、焼成による劣化の影響の大きなセッターを
組み合わせて、焼成治具の消耗の程度により、必要部材
のみを交換することにより全体の消耗に掛かる費用を小
さくすることができる。

【００３５】請求項６に記載の発明の間隔保持具によれ
ば、セッター載置用平板の間隔距離を自在に調節するこ
とが可能となる。

【００３６】請求項７に記載の発明の間隔保持具によれ
ば、請求項６に記載の発明の効果に加え、セッター載置
用平板に形成したスリットをワークの落下を防ぐ組み合
わせ形状となすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施例１を示す焼成治具の斜方投
影図である。

【図２】 実施例１の構成要素の一つであるセッター載
置用平板の平面図である。

【図３】 実施例１の構成要素の一つである間隔保持具
の斜方投影図である。

【図４】 この発明の実施例２を示す焼成治具の斜方投
影図である。

【図５】 実施例２における間隔保持具の斜方投影図で
ある。

【図６】 別の実施形態によるセッター載置用平板の平
面図である。

【図７】 別の実施形態による間隔保持具の斜方投影図
である。

【符号の説明】

１…セッター載置用平板。 ２…間隔保持具。 ３…スリット。 ４…狭径部。 １０…焼成治具。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 間隔保持具挿入用のスリットを２カ所以
   上備えたセッター載置用平板と平板相互間の面間距離を
   固定できる狭径部が形成された複数の間隔保持具とから
   構成され、スリットには間隔保持具の同じ高さ位置の狭
   径部が嵌合されていることを特徴とする多段積みに適し
   た焼成治具。
2. 【請求項２】 それぞれの間隔保持具は、組み合わされ
   るセッター載置用平板の枚数を超える数の狭径部を有
   し、複数のセッター載置用平板がワークの大きさに適し
   た間隔を開けて平行に間隔保持具より嵌合固定されるも
   のであることを特徴とする請求項１記載の多段積みに適
   した焼成治具。
3. 【請求項３】 間隔保持具の平面形状が馬蹄形であり、
   セッター載置用平板のスリットに対して、馬蹄形形状の
   半円部分が奥になるように嵌合されていることを特徴と
   する請求項１または請求項２記載の多段積みに適した焼
   成治具。
4. 【請求項４】 間隔保持具挿入用のスリットの最深部平
   面形状がＵ字形であることを特徴とする請求項１、請求
   項２または請求項３記載の多段積みに適した焼成治具。
5. 【請求項５】 セッター載置用平板上にセッターを載置
   してなることを特徴とする請求項１ないし請求項４のい
   ずれかに記載の多段積みに適した焼成治具。
6. 【請求項６】 間隔保持具は、平板相互間の垂直距離固
   定を行う、平板挿入用の狭径部が複数形成されたもので
   あることを特徴とする間隔保持具。
7. 【請求項７】 間隔保持具は、平面形状が馬蹄形となっ
   た柱状であることを特徴とする請求項６記載の間隔保持
   具。