JPH075394B2 - 熱圧接用治具 - Google Patents
熱圧接用治具Info
- Publication number
- JPH075394B2 JPH075394B2 JP9159191A JP9159191A JPH075394B2 JP H075394 B2 JPH075394 B2 JP H075394B2 JP 9159191 A JP9159191 A JP 9159191A JP 9159191 A JP9159191 A JP 9159191A JP H075394 B2 JPH075394 B2 JP H075394B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- jig
- fitting
- lower jig
- upper jig
- ceramics
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
- Ceramic Products (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、セラミックスと金属と
を精度よく熱圧接合することができる熱圧接用治具に関
するものである。
を精度よく熱圧接合することができる熱圧接用治具に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、ナトリウム−硫黄電池に使用さ
れる陽極金具と陰極金具とは電気的絶縁性を保持できる
ようセラミックスリングを介在させて熱圧接合されてお
り、その熱圧接用治具としては例えばインバー合金等の
低膨張性金属からなる上治具と下治具が用いられてい
る。
れる陽極金具と陰極金具とは電気的絶縁性を保持できる
ようセラミックスリングを介在させて熱圧接合されてお
り、その熱圧接用治具としては例えばインバー合金等の
低膨張性金属からなる上治具と下治具が用いられてい
る。
【０００３】ところが、従来のこの種の低膨張性金属製
の熱圧接用治具においては、接合精度を高くしようとし
て印ろう嵌合を採用しクリアランスを0.1mm 以下にする
と、熱圧接合時の加熱により印ろう嵌合部分が焼きつい
てしまい上治具と下治具とを分離できないという問題点
があった。一方、焼きつきを防止しようとして印ろう嵌
合部分のクリアランスを0.1mm 以上に大きく設計する
と、得られた製品の平行度、垂直度等の精度が悪くなり
ナトリウム−硫黄電池の組立てができなかったり、組立
て時に溶接不良等を発生させて電池の耐久性を著しく低
下させる等の問題点があった。
の熱圧接用治具においては、接合精度を高くしようとし
て印ろう嵌合を採用しクリアランスを0.1mm 以下にする
と、熱圧接合時の加熱により印ろう嵌合部分が焼きつい
てしまい上治具と下治具とを分離できないという問題点
があった。一方、焼きつきを防止しようとして印ろう嵌
合部分のクリアランスを0.1mm 以上に大きく設計する
と、得られた製品の平行度、垂直度等の精度が悪くなり
ナトリウム−硫黄電池の組立てができなかったり、組立
て時に溶接不良等を発生させて電池の耐久性を著しく低
下させる等の問題点があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記のような
従来の問題点を解決して、上治具と下治具の印ろう嵌合
部分のクリアランスを0.1mm 以下に小さくしても上治具
と下治具との焼きつきが確実に防止され、かつセラミッ
クスと金属とを精度よく熱圧接合することができる熱圧
接用治具を提供することを目的として完成されたもので
ある。
従来の問題点を解決して、上治具と下治具の印ろう嵌合
部分のクリアランスを0.1mm 以下に小さくしても上治具
と下治具との焼きつきが確実に防止され、かつセラミッ
クスと金属とを精度よく熱圧接合することができる熱圧
接用治具を提供することを目的として完成されたもので
ある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めになされた本発明の熱圧接用治具は、上治具と下治具
との間で被処理物を熱圧接合する熱圧接用治具におい
て、前記の上治具と下治具との嵌合部分を印ろう嵌合と
して上治具と下治具の一方または双方の少なくとも嵌合
面をセラミックスで形成したことを特徴とするものであ
る。
めになされた本発明の熱圧接用治具は、上治具と下治具
との間で被処理物を熱圧接合する熱圧接用治具におい
て、前記の上治具と下治具との嵌合部分を印ろう嵌合と
して上治具と下治具の一方または双方の少なくとも嵌合
面をセラミックスで形成したことを特徴とするものであ
る。
【０００６】
【実施例】次に、本発明を図示の実施例について詳細に
説明する。図面はセラミックスリング１にアルミ合金か
らなる陽極金具２および陰極金具３を熱圧接合したナト
リウム−硫黄電池用部品を製造するための熱圧接用治具
を示すもので、上治具４と下治具５とから構成されてい
る。
説明する。図面はセラミックスリング１にアルミ合金か
らなる陽極金具２および陰極金具３を熱圧接合したナト
リウム−硫黄電池用部品を製造するための熱圧接用治具
を示すもので、上治具４と下治具５とから構成されてい
る。
【０００７】上治具の嵌合面4aと下治具の嵌合面5aとの
クリアランスＣr は被処理物の許容できる平行度Ｈによ
ってＣr ≦Ｈ×Ｌ／Ｄの関係でなければならない。 Ｄ：被処理物の平行度が評価される部分の最大直径 Ｌ：上治具の嵌合面4aと下治具の嵌合面5aとの接してい
る印ろう嵌合部の長さ ナトリウム−硫黄電池用としてはこの平行度が特に厳し
く小さなクリアランスが必要である。ここで上治具４お
よび下治具５の材質をアルミナとした場合、上治具の嵌
合面4aと下治具の嵌合面5aとのクリアランスを30μm と
しても印ろう嵌合部分の焼きつきはなく高精度な熱圧接
合が得られた。また、アルミナの代わりに窒化珪素を用
いて同様の熱圧接合を行ったところ、クリアランスを20
μm としても印ろう嵌合部分の焼きつきはなく作業性に
も優れていた。前記のアルミナおよび窒化珪素は低膨張
材料であるばかりでなく強度、耐摩耗性に優れているた
め熱圧接用治具として長期にわたり耐用でき、また実用
的であるので好ましい。更に、上記のクリアランスのも
とで熱圧接合によって得られたナトリウム−硫黄電池用
部品は接合面に欠陥がなく優れた性能を発揮した。
クリアランスＣr は被処理物の許容できる平行度Ｈによ
ってＣr ≦Ｈ×Ｌ／Ｄの関係でなければならない。 Ｄ：被処理物の平行度が評価される部分の最大直径 Ｌ：上治具の嵌合面4aと下治具の嵌合面5aとの接してい
る印ろう嵌合部の長さ ナトリウム−硫黄電池用としてはこの平行度が特に厳し
く小さなクリアランスが必要である。ここで上治具４お
よび下治具５の材質をアルミナとした場合、上治具の嵌
合面4aと下治具の嵌合面5aとのクリアランスを30μm と
しても印ろう嵌合部分の焼きつきはなく高精度な熱圧接
合が得られた。また、アルミナの代わりに窒化珪素を用
いて同様の熱圧接合を行ったところ、クリアランスを20
μm としても印ろう嵌合部分の焼きつきはなく作業性に
も優れていた。前記のアルミナおよび窒化珪素は低膨張
材料であるばかりでなく強度、耐摩耗性に優れているた
め熱圧接用治具として長期にわたり耐用でき、また実用
的であるので好ましい。更に、上記のクリアランスのも
とで熱圧接合によって得られたナトリウム−硫黄電池用
部品は接合面に欠陥がなく優れた性能を発揮した。
【０００８】以上のように、上治具４と下治具５との嵌
合部分のクリアランスをできるだけ小さくして接合精度
を高くするに加えて、更に接合面の接合強度等の均一
性、特性向上のために、熱圧接合する際の許容される温
度範囲も極めて高い精度が要求される。実用上、信頼性
の高い熱圧接合を得るには熱圧接合時の被処理物内の温
度分布が均一であることが必要であり、更に昇温および
降温における被処理物の加熱・冷却曲線に上治具４およ
び下治具５がよく追従することも必要である。例えば、
上治具４および下治具５が夫々その比熱Ｃp および密度
ρとの積Ｃp×ρが0.7 cal ／cm3 ℃以下であって、か
つ治具の熱放射率εが0.5 以下である材料からなる場合
には、熱圧接合時の被処理物内の温度差が７℃以内とな
って、この温度差範囲内であればナトリウム−硫黄電池
用部品として極めて優れた接合強度、均一性および寸法
精度等を有した実用上信頼性の高い熱圧接合が得られる
こととなり好ましい。また、上記の関係にある熱圧接用
治具の場合には熱圧接合時の昇温・降温曲線にもよく追
従できることとなり好ましい。なお、上治具４および下
治具５にアルミナを使用した場合の被処理物内の温度差
は５℃であり、また、窒化珪素の場合は２℃でいずれも
好ましい温度差の範囲内であった。
合部分のクリアランスをできるだけ小さくして接合精度
を高くするに加えて、更に接合面の接合強度等の均一
性、特性向上のために、熱圧接合する際の許容される温
度範囲も極めて高い精度が要求される。実用上、信頼性
の高い熱圧接合を得るには熱圧接合時の被処理物内の温
度分布が均一であることが必要であり、更に昇温および
降温における被処理物の加熱・冷却曲線に上治具４およ
び下治具５がよく追従することも必要である。例えば、
上治具４および下治具５が夫々その比熱Ｃp および密度
ρとの積Ｃp×ρが0.7 cal ／cm3 ℃以下であって、か
つ治具の熱放射率εが0.5 以下である材料からなる場合
には、熱圧接合時の被処理物内の温度差が７℃以内とな
って、この温度差範囲内であればナトリウム−硫黄電池
用部品として極めて優れた接合強度、均一性および寸法
精度等を有した実用上信頼性の高い熱圧接合が得られる
こととなり好ましい。また、上記の関係にある熱圧接用
治具の場合には熱圧接合時の昇温・降温曲線にもよく追
従できることとなり好ましい。なお、上治具４および下
治具５にアルミナを使用した場合の被処理物内の温度差
は５℃であり、また、窒化珪素の場合は２℃でいずれも
好ましい温度差の範囲内であった。
【０００９】前記の上治具４と下治具５はアルミナや窒
化珪素に限定されるものではなく、炭化珪素等の他のセ
ラミックスも適用できる。また、上治具４と下治具５は
実施例のようにいずれもセラミックスで構成する他、い
ずれか一方のみをセラミックスで構成し他方をニッケル
やニッケル合金等の低膨張性金属で構成したものとして
もよい。また、第２図に示されるように上治具４の全体
を低膨張性金属で構成してその少なくとも嵌合面4aがセ
ラミックスで構成されるようにセラミックコーティング
層を形成したものや、第３図に示されるように下治具５
の全体を低膨張性金属で構成しその少なくとも嵌合面5a
がセラミックスで構成されるようにセラミックコーティ
ング層を形成したものとしてもよい。
化珪素に限定されるものではなく、炭化珪素等の他のセ
ラミックスも適用できる。また、上治具４と下治具５は
実施例のようにいずれもセラミックスで構成する他、い
ずれか一方のみをセラミックスで構成し他方をニッケル
やニッケル合金等の低膨張性金属で構成したものとして
もよい。また、第２図に示されるように上治具４の全体
を低膨張性金属で構成してその少なくとも嵌合面4aがセ
ラミックスで構成されるようにセラミックコーティング
層を形成したものや、第３図に示されるように下治具５
の全体を低膨張性金属で構成しその少なくとも嵌合面5a
がセラミックスで構成されるようにセラミックコーティ
ング層を形成したものとしてもよい。
【００１０】
【作用】以上のように構成されたものは、従来のこの種
熱圧接用治具と同様に上治具４と下治具５との間に被処
理物を介在したうえ両治具を上下方向にクランプして５
００〜６００℃で熱圧接合するものであるが、本発明に
おいては上治具４と下治具５には両者の嵌合精度を向上
させるための印ろう嵌合部分の嵌合面4a、5aが設けられ
ており、しかも、この嵌合面4a、5aのいずれか一方また
は双方がセラミックスで形成されているので、該嵌合面
4a、5aのクリアランスを小さくしても焼きつきの発生を
確実に防止できることとなり、上治具４と下治具５との
嵌合精度を極限にまで向上できることとなる。この結
果、設計値どおりの平行度、垂直度等を有して極めて精
度の高いセラミックスと金属との接合製品が得られるこ
ととなり、以後のナトリウム−硫黄電池の組立て不良を
発生させることもなく、また得られる電池の寿命等も大
幅に向上させて高品質なナトリウム−硫黄電池を効率よ
く生産できることとなる。
熱圧接用治具と同様に上治具４と下治具５との間に被処
理物を介在したうえ両治具を上下方向にクランプして５
００〜６００℃で熱圧接合するものであるが、本発明に
おいては上治具４と下治具５には両者の嵌合精度を向上
させるための印ろう嵌合部分の嵌合面4a、5aが設けられ
ており、しかも、この嵌合面4a、5aのいずれか一方また
は双方がセラミックスで形成されているので、該嵌合面
4a、5aのクリアランスを小さくしても焼きつきの発生を
確実に防止できることとなり、上治具４と下治具５との
嵌合精度を極限にまで向上できることとなる。この結
果、設計値どおりの平行度、垂直度等を有して極めて精
度の高いセラミックスと金属との接合製品が得られるこ
ととなり、以後のナトリウム−硫黄電池の組立て不良を
発生させることもなく、また得られる電池の寿命等も大
幅に向上させて高品質なナトリウム−硫黄電池を効率よ
く生産できることとなる。
【００１１】
【効果】以上の説明からも明らかなように、本発明にお
いては上治具と下治具の嵌合部分を精度のよい印ろう嵌
合としても該嵌合部分で焼きつきが発生することを確実
に防止することができるとともに、セラミックスと金属
とを精度よく熱圧接合することができるものであり、更
には、最も摩耗を生じ易い印ろう嵌合部分を機械的強度
に優れた耐久性のあるセラミックスで形成してあるので
何度でも繰り返し使用ができ優れた経済性も発揮できる
という利点も有するものである。よって、本発明は従来
の問題点を一掃した熱圧接用治具として、産業の発展に
寄与するところは極めて大である。
いては上治具と下治具の嵌合部分を精度のよい印ろう嵌
合としても該嵌合部分で焼きつきが発生することを確実
に防止することができるとともに、セラミックスと金属
とを精度よく熱圧接合することができるものであり、更
には、最も摩耗を生じ易い印ろう嵌合部分を機械的強度
に優れた耐久性のあるセラミックスで形成してあるので
何度でも繰り返し使用ができ優れた経済性も発揮できる
という利点も有するものである。よって、本発明は従来
の問題点を一掃した熱圧接用治具として、産業の発展に
寄与するところは極めて大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例を示す正面断面図である。
【図２】他の上治具の実施例を示す正面断面図である。
【図３】他の下治具の実施例を示す正面断面図である。
４ 上治具 4a 上治具の嵌合面 ５ 下治具 5a 下治具の嵌合面
Claims (1)
- 【請求項１】 上治具と下治具との間で被処理物を熱圧
接合する熱圧接用治具において、前記の上治具と下治具
との嵌合部分を印ろう嵌合として上治具と下治具の一方
または双方の少なくとも嵌合面をセラミックスで形成し
たことを特徴とする熱圧接用治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9159191A JPH075394B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 熱圧接用治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9159191A JPH075394B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 熱圧接用治具 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04300264A JPH04300264A (ja) | 1992-10-23 |
| JPH075394B2 true JPH075394B2 (ja) | 1995-01-25 |
Family
ID=14030796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9159191A Expired - Lifetime JPH075394B2 (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 熱圧接用治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH075394B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5965534B1 (ja) * | 2015-12-01 | 2016-08-10 | 日本碍子株式会社 | 熱圧接合体を生産するための治具、熱圧接合体を生産するための治具の組、熱圧接合体を生産する装置および熱圧接合体を生産する方法 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP9159191A patent/JPH075394B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5965534B1 (ja) * | 2015-12-01 | 2016-08-10 | 日本碍子株式会社 | 熱圧接合体を生産するための治具、熱圧接合体を生産するための治具の組、熱圧接合体を生産する装置および熱圧接合体を生産する方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04300264A (ja) | 1992-10-23 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19950707 |
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