JPS629019A - セラミツク製ワツシヤおよびその製造方法 - 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〕 本発明はセラミック製ワッシャおよびその製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

電位差の異なる金属材料を水等の電解質を介して接続す
ると一種の電池が形成され、イオン化傾。

向の違いからイオン化傾向の大きい方の金属が電解質に
溶ける。この現象は双方のイオン化傾向の差が大きい程
顕著に現れる０例えば、マグネシウム合金からなる構造
物を、鉄製のボルトで締め付けた場合、このマグネシウ
ム合金製構造物と鉄製ボルトの間に雨水等が付着すると
、イオン化傾向の大きいマグネシウム合金が溶は出し、
腐食を生じることがある。そこで、このような場合、従
来は鉄製ボルトとマグネシウム合金製構造物の間に、絶
縁体としてセラミック製ワッシャを介在させることがあ
った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、このセラミック製ワッシャは、セラミック材
料からなるため、圧縮荷重に対しては大きな変形抵抗を
有するが、曲げ変形に対しては弱く、僅かな座面の変形
等でボルトの締付は荷重により亀裂を生じ、破損に到る
場合がある。

そこで、このセラミック製ワッシャの絶縁機能を損なう
ことなく、曲げ応力に対する変形抵抗を大きくする工夫
が望まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題は、次に述べる本発明のセラミ、ツク製ワッシ
＋およびその製造方法によって解決される。

ここで、本発明のセラミック製ワソシ＋は、全体に多数
の亀裂が形成されており、この亀裂は樹脂により充填さ
れていることを特徴としている。

・・・−第１の発明 また、本発明のセラミック製ワンシャの製造方法は、セ
ラミック粉末と焼結助荊をベースにした混合粉末から、
ワッシャ形状の成形体を成形し、焼成することにより焼
結体とした後、この焼結体全体に加圧力を付与して亀裂
を発生させ、この亀裂の中に溶融した樹脂を加圧、注入
することを特徴としている。・−・・−第２の発明 本発明のセラミック製ワンシャに使用するセラミック材
料としては、アルミナ＜Ａｌｔｏｓ）−、窒化珪素（Ｓ
ｉｓＮａ）、炭化珪素（Ｓ　ｉ　Ｃ）等を用いることが
できる。

セラミック製ワッシャの亀裂内に注入される樹脂として
は、単に亀裂を充填するだけでな（、亀裂により分断さ
れたセラミック片を接着する機能を有するのが好ましく
、更にはセラミックスとの濡れ性がよく、余り硬くない
ものが好ましい、このような樹脂として、例えばポリウ
レタンやシリコーン樹脂、エポキシ樹脂等を用いること
ができる。

本発明のセラミック製ワンシャの製造方法は、まず通常
の方法、例えば金型成形、射出成形またはスリップキャ
スティングでワッシャ形状の成形体を成形した後、通常
の方法で焼成して焼結体を造る。その後、この焼結体に
ボルトの締付は力と同程度あるいはそれ以上の圧縮力、
例えば１０００ｋｇ／−〜２０００ｋｇ／−を付与し、
亀裂を発生させる。この亀裂の大きさは、最大幅で０．
０５鶴〜０．５ｎ程度であり、亀裂により分断されるセ
ラミック片の最大幅は１ｍ〜５Ｗ程度である。このとき
、焼結体を完全に破壊しないことが必要である。続いて
、射出成形等を利用して、この焼結体の亀裂内に溶融し
た樹脂を注入する。この樹脂が凝固することにより、亀
裂により分断されたセラミック片を強固に接合する。

〔作用〕

本発明のセラミック製ワッシャによれば、亀裂内に充填
されているのは樹脂であるため、電気絶縁性を維持して
いる。そして、ワッシャ内には亀裂が形成されているが
、ワンシャ自体はこの亀裂により完全にセラミック片に
分断されているわけではなく、部分部分でつながってい
るため、圧縮荷重に対しては従来と同程度の変形抵抗を
有する。

また、曲げ荷重に対しては、亀裂内に注入された樹脂が
変形することにより対応するため、金属の弾性変形程度
の変形抵抗を有する。従って、ボルトの締付は荷重程度
では、例え座面の変形等によりワッシャに曲げ荷重が作
用しても破損することがない。

また、本発明のセラミック製ワッシャの製造方法によれ
ば、上記特性を備えたセラミック製ワッシ゛中を容易に
製造することができる。

〔実施例〕

次に、本発明の実施例を図面を参考にして説明する。

ここで、第１図は本発明の実施例に係るセラミック製ワ
ッシャの一部破断斜視図、第２図、は第１図のＡ部拡大
図、第３図は本発明の実施例に係るセラミック製ワッシ
ャの製造方法の各工程を示す概略構成図、第４図は本発
明の実施例に係るセラミック製ワッシャの使用状態を示
す概略構成図である。

まず、既知の方法（金型成形）によりセラミック製ワッ
シャ本体（以下、単にワッシャ本体という）を製造する
。このワッシャ本体の主成分としてアルミナ９９重量％
以上のアルミナ粉末（平均粒径約１μｍ）を用いた。こ
のワッシャ本体１を、第３図（ａ）に示すように、保持
具２内に形成したワッシャ形状の穴３に挿入する。続い
て、図示しない駆動源により昇降するパンチ４により、
ワッシャを使用するボルトの締結力程度の圧力、即ち、
１０００ｋｒ／−でワッシャ本体１を押圧する。このと
き、バンチ４の先端部には第３図（ａｌに示すように多
数の突起５が設けられている。この結果、ワンシャ本体
１の表面および内部には幅ｏ、ｏｓＩｕ〜０．５　ｗ程
度の亀裂が生じる。

次いで、亀裂が生じたワッシャ本体１を保持した状態で
、保持具２に射出ノズル６を当接させる。

そして、第３図（１１）に示すように、図示しないプラ
ンジャにより３５℃の溶融状態のポリウレタン系接着剤
７を１５０気圧で加圧し、ワッシャ本体１の亀裂内にポ
リウレタン系接着剤７を注入する。

ポリウレタン系接着剤７が凝固した後、亀裂にポリウレ
タン系接着剤７が充填されたワッシャ本体１を取り出し
、周囲の余分な接着剤７を取り除いた。

この結果、第１図に示すようなセラミンク製ワッシャ８
が得られた。このセラミック製ワッシャ８を切断して調
べたところ、第２図に示すように、亀裂９の部分にポリ
ウレタン系接着剤７が充填されていることが確認された
。

また、同様な方法で製造したセラミック製ワッシャ１を
使って、第４図に示すように、マグネシウム合金板１０
に鉄製ボルト１１を締結した。このとき、マグネシウム
合金板１０の座面が変形したが、セラミック製ワッシャ
８には割れが発生しなかった。

以上より、本実施例で得られたセラミック製ワッシャ８
は、曲げ荷重に対する変形能が大きくなり、破損するこ
とがなくなり、耐久性が向上していることが判る。

以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲内において種々の実施態様を包含するものである。

例えば、実施例では樹脂としてポリウレタン系接着剤を
用いたが、シリコーン樹脂やエポキシ樹脂等の他の樹脂
を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上より、本発明のセラミック製ワッシャおよびその製
造方法によれば、セラミックスの有する電気絶縁性を損
なうことなく、曲げ荷重に対する変形抵抗を大きくでき
るため、ボルトを締付けたとき、座面の変形等により曲
げ荷重が作用したとしても、破損することがなくなり、
耐久性が向上する。また、耐久性に優れたセラミック製
ワッシャを容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の実施例に係るセラミック製ワッシャの
一部破断斜視図、 第２図は第１図のＡ部拡大図、 第３図は本発明の実施例に係るセラミック製ワッシャの
製造方法の各工程を示す概略構成図、第４図は本発明の
実施例に係るセラミック製ワッシャの使用状態を示す概
略構成図である。 １・・−・・・−ワッシャ本体 ２・−・−・−・・・保持具 ３・−・・−・・穴 ４・−・・−・・・・パンチ ５・−−−−−−−・突起 ６・−・・−・−・射出ノズル ７・・−・・・・ポリウレタン系接着剤８・・・・・・
・・セラミック製ワッシャ９−・−・亀裂 １０−・・・−マグネシウム合金板 １１・−・・−鉄製ボルト 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１図　　　　第２図 第４図 第３図 （ａ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）セラミック材料からなるワッシャであって、この
   ワッシャには全体に多数の亀裂が形成されており、この
   亀裂は樹脂により充填されていることを特徴とするセラ
   ミック製ワッシャ。
2. （２）セラミック材料からなるワッシャの製造方法であ
   って、 セラミック粉末と焼結助剤をベースにした混合粉末から
   、ワッシャ形状の成形体を成形し、焼成することにより
   焼結体とした後、この焼結体全体に加圧力を付与して亀
   裂を発生させ、この亀裂の中に溶融した樹脂を加圧、注
   入することを特徴とするセラミック製ワッシャの製造方
   法。