JPH0198702A - かしめ方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、かしめ方法に係り、特に温度変化を受ける部
材のかしめ方法に関する。

〔従来の技術〕

セラミックスの電気的特性を利用するセラミックスヒー
タ等では、セラミックスに電極を接合する必要が生じる
場合がある。従来、技術として例えば第４図（ａ）及び
（ｂ）に示すようにセラミックスヒーター１３の電極部
にプラス側電極板１６及びマイナス側電極板１８を絶縁
マイカ１７を介して金属保護管１４の、かしめ部に一定
のがしめカを加える機械的締結が一般的に採用されてい
る。

ところで、ボイラー点火バーナ用セラミックスヒータに
本方法を用いた場合、電極部の接触抵抗が経時的に増加
するという問題がある。これは、点火バーナの点消火及
びボイラ運転中に、電極部の温度が常温から４００℃程
度まで任意に変化し、金属保護管１４の熱膨張係数がセ
ラミックス発熱体１３の熱膨張係数より第５図に示すよ
うに約３倍高いため、ヒートサイクルにより、かしめ力
が低下し、接触抵抗が増加することが原因である。

一方、接触抵抗を安定に保持するセラミックスと金属の
接合法として、ろう新法等があるがセラミックス表面を
メタライズ化する必要があり製造工程の複雑化及び高コ
スト化という欠点がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記従来のかしめによるセラミックスと電極を接触させ
る方法においてはヒートサイクルによりかしめ力が低下
し、かしめにより接合した電極部の接触抵抗が増加する
という問題があった。

また電極部の信頼性を向上させる接合法として、ろう新
法筆があるが、製造工程の複雑化及び高コスト化という
欠点があった。

本発明の目的は、温度変化にかかわらず常に一定値以上
のかしめ力を有する信頼性の高い、かしめ方法を提供す
ることにあたる。

〔問題点と解決するための手段〕

上記問題点は一方の部材に変形を与え、該変形によって
生じる応力により該一方の部材を他方の部材に押し付け
るかしめ方法において、前記一方の部材を該他方の部材
に押し付ける面のすくなくとも一部にバイメタルを設け
たかしめ方法によって解決される。

作　　　　用 上記の構成において、温度変化による一方及び他方の部
材の変形により、かしめによる押し付は力が減少しても
バイメタルの変形により押し付は力が発生し、かしめ力
の減少を少なくする。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図〜第３図、第５図〜第８
図により説明する。まず、第１実施例を第１図〜第３図
、第５図により説明する。第１実施例はボイラ点火バー
ナ用のセラミックスイグナイタプラグの電極部かしめ方
法である。

第１実施例のイグナイタプラグは第１図（ａ）に示す形
状であり、セラミックス発熱体１の電極部２３の両側に
マイナス側電極板５及びバイメタル７を介してプラス側
端子４を面接触させ、プラス側端子４と金属保護管３の
間に絶縁板８を挿入し。

マイナス側電極板５をテーパ板９を介してボルト１０に
よりボルトしめすることにより、セラミックス発熱体１
とプラス側端子４及びマイナス側電極板５をかしめる構
造になっている。

電流の流れ方向は、プラス側端子４からバイメタル７を
介してセラミックス発熱体１の導電層２４をコの字に流
れ、マイナス側電極板５、テーパ板９、ボルト１０を通
って金属保護管３に流れる。

ところでイグナイタの通電及びボイラ火炉からの輻射熱
により、イグナイタ電極部の温度は通常常温から４００
℃程度まで変化するが、バイメタル７０作用により、温
度上昇に伴って第２図に示すようにバイメタル７は湾曲
し、みかけの厚さはｈからｈ＋ｙｏに増加する。また、
バイメタル７に発生する応力は、バイメタルの種類、長
さ、厚さ、幅により決定される。従ってこれらを適切に
選定することにより、セラミックス発熱体１と金属保護
管３との熱膨張差によるかしめ力の低下を防止すること
が可能となり、温度変化に対し初期値以上の、かしめ力
をうろことができる。

第１実施例では耐熱温度を考慮して５００℃まで使用可
能な第１表に示すＦ　ｅ　−Ｎ　ｉ　−Ｍ　ｎとＦｅ−
Ｎｉの組合せのバイメタルを使用している。

ここでバイメタルの形状を高さｈを３１１１１．長さ悲
を５ｍｍ、幅すを５＋Ｉ１ｍとした場合の湾曲長さｙｏ
及び発生応力Ｐの計算例を示す。バイメタルの湾曲係数
Ｋを１４．６　Ｘ　１０””　／　’Ｃ、ヤング率Ｅを
２．ＯＸ　１０−’ｋｇ／ｃｍ”、加熱温度Ｔ”Ｃとし
て計算すると以下の式より ｙｏ＝ＫＴＩ２”／ｈ Ｐ　　＝Ｅｂｈ”ＫＴ／４Ｑ 湾曲長さ０．１２Ｔμｍ、発生応力０．４５Ｔｋｇをえ
る。

第１実施例では、セラミックス発熱体１とステンレス鋼
を用いた金属保護管３の熱膨張係数差によってできるす
きまは、第５図のデータに基ずいて計算すると約０．０
７Ｔμｍで、バイメタルの湾曲長さ０．１２Ｔμｍより
も小さいため、いかなる温度に対しても初期値以上のか
しめ力をうろことが可能となる。

第３図に従来かしめ法と第１実施例によるかしめ法で製
造したイグナイタプラグについて、繰返し加熱試験で評
価した結果を示す。本発明によるかしめ法を採用するこ
とにより、常温と５００℃の繰返し加熱試験で抵抗増加
率は２％以下に抑えることが可能となり、信頼性が大幅
に向上することが分かった。

次に本発明の第２実施例を第６図に示す、第２実施例は
微粉炭焚用セラミックスインペラの接合に適用した例で
、セラミックスインペラ２６とインペラ保持用金属管２
７どの間にバイメタル２８を挿入した構成になっている
。

微粉炭焚ボイラでは非燃焼時と燃焼時でインペラ近傍温
度は、常温から６００℃程度まで変化する。

インペラ保持用金属２７の熱膨張率はセラミックスイン
ペラ２６の熱膨張率の２〜３倍あるため、温度上昇に伴
ってセラミックスインペラ２６とインペラ保持用金属管
２７のすきまは縮まるがバイメタル２８の作用により、
温度上昇に伴って第７図に示すようにバイメタル２７の
湾曲は減少し、みかけの厚さはｈ＋ｙｏからｈに減少す
るため、温度変化にかかわらずセラミックスインペラ２
６とインペラ保持用金属管２７のすきまは、みかけと一
定に保持可能となる。

従って熱膨張差によるゆるみ、あるいは応力によるセラ
ミックの破損という問題はなくなる。

なお、第２実施例で用いたバイメタルは第７図に示すよ
うに常温で湾曲した形状を保持し温度上昇に伴って湾曲
が減少するよう２種金属を組み合わせて製造しており、
第１図及び第２図で示したバイメタルと温度変化に対し
て反対の作用をする。

従って、この２種類のタイプのバイメタルを使い分ける
ことにより、熱膨張率の異なる２種類以上の被締結部材
間のあらゆる接合に応用することが可能である。

次に本発明の第３実施例を第８図に示す、第３実施例は
円柱状のセラミックス発熱体の接合に適用した例で、セ
ラミックス発熱体３０と電極端子３１との間にバイメタ
ル３３を、挿入した構成になっている。

〔発明の効果〕 本発明によれば、かしめ方法により押し付けられている
部材の面の一部にバイメタルを設けることにより温度変
化によって押し付は合う一方及び他方の部材の変形によ
るカルめ力が減少しても。

バイメタルの変形により押し付は力が発生し、かしめ力
の減少を少なくするので、温度変化によるかしめ力の変
化の少ない、かしめとすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す図、第２図はバイメ
タルの模式図、第３図は従来のかしめ法と本発明の実施
例のかしめ法の比較を示す図、第４図は従来のかしめ法
の一例を示す図、第５図はセラミック発熱体とステンレ
ス鋼の熱膨張係数を示す図、第６図は本発明の第２実施
例を示す図、第７図はバイメタルの他の模式図、第８図
は本発明の第３実施例を示す図である。 １・・・セラミックス発熱体・２・・・金属保護管５・
・・マイナス側電極・７・・・バイメタル８・・・絶縁
板・９・・・テーパ板・１０・・・ボルト。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）一方の部材に変形を与え、該変形によって生じる
   応力により該一方の部材を他方の部材に押し付けるかし
   め方法において、前記一方の部材を該他方の部材に押し
   付ける面のすくなくとも一部にバイメタルを設けたこと
   を、特徴とするかしめ方法。
2. （２）前記一方の部材と、前記他方の部材の熱膨張率が
   異なることを特徴とする、特許請求の範囲第１項記載の
   方法。
3. （３）前記バイメタルが、室温で湾曲しており、所定の
   温度でほぼ平面状なることを特徴とする、特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の方法。
4. （４）前記他方の部材が電力により発熱するセラミック
   スであり、前記一方の部材が該セラミックスの一部を保
   護する金属管であり、前記バイメタルが前記セラミック
   スに電力を供給する電極板であることを特徴とする、特
   許請求の範囲第１項〜第３項のいずれかに記載の方法。