(57)【要約】      （修正有）【課題】従来技術による金属溶融接合においては、加重または圧力をかけるため工程が複雑になるだけでなく、微小機構部品においてはその工程自体が困難であるか、コストが高くなってしまった。従って、部品要素間の結合が容易かつ確実な積層型機構部品及びその製造方法を提供する。【解決手段】積層型機構部品は、複数のエンボス部２を片面または両面に有する部品基材薄板１が複数枚積層され、エンボス部２において相互に結合されているとともに、基材薄板１間に低融点金属層３が介在することを特徴とする。また、本発明による積層型機構部品の製造法においては、部品基材薄板１からエンボス部２を含めた所定の形状を形成する工程と、部品基材薄板１に低融点金属層３を形成する工程と、部品基材薄板１を加締め結合する工程と、低融点金属層３を融解させて部品基材薄板１同士を接合する工程とからなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のエンボス部を片面または両面に有する部品基材薄板が複数枚積層され、該エンボス部において相互に結合されているとともに、少なくとも前記各基材薄板間に低融点金属層が介在することを特徴とする積層型機構部品。
【請求項２】
前記基材薄板が金属、セラミックまたはプラスチックからなることを特徴とする請求項１記載の積層型機構部品。
【請求項３】
前記積層型機構部品が歯車であることを特徴とする請求項１または２記載の積層型機構部品。
【請求項４】
部品基材薄板からエンボス部を含めた所定の形状を形成する工程と、該部品基材薄板に低融点金属層を形成する工程と、該低融点金属層を形成した前記部品基材薄板を加締め結合する加締め工程と、前記低融点金属層を熱的に融解させて前記部品基材薄板同士を接合する工程とからなることを特徴とする積層型機構部品の製造方法。
【請求項５】
前記基材薄板が金属からなり、所定の形状を形成する工程がプレス加工であることを特徴とする請求項４記載の積層型機構部品の製造方法。
【請求項６】
前記低融点金属層の形成方法がめっきであることを特徴とする請求項４または５記載の積層型機構部品の製造方法。
【請求項７】
前記低融点金属層の融解工程が高温槽等による直接加熱法または電流抵抗加熱法であることを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の積層型機構部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、携帯電話やノートブック型パソコン等の携帯機器に好適な積層型機構部品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  携帯電話機等の携帯機器においては、例えばヒンジ用歯車など、外径が１ｃｍ以下のような微小部品が多用されている。このような機構部品の材質としては、金属・セラミック・プラスチックなどが考えられるが、コストや耐久性などの品質を考慮すると金属製が最も好ましい。金属製部品の製造方法としては、鍛造法やプレス打ち抜き法、焼結法などが知られているが、肉厚の微小機構部品をこのような従来の方法で製造しようとすると、コストが高くなり量産性にも問題があった。【０００３】  上述のような微小肉厚機構部品の製造においては、薄板状の部品片を多数積層する方法も考えられ、種々の方法が提案されている。最も一般的な方法としては、部品片同士に凹凸状のエンボス部を設け、機械的に嵌合させて結合する方法が知られている。しかしながらこの方法では、部品片同士の結合がエンボス部での結合強度に依存するが、エンボス部自体の部品片に占める面積が小さいため、使用中に部品片が剥離するというような耐久性の問題があった。【０００４】  また、別の方法としては低融点金属を用いて溶融接合する技術も提案されている。例えば特許文献１には、熱交換器用積層体の製造方法において、環状及び放射状の凹陥を設けた孔明板の凹陥内にろう材被覆薄板を嵌め込んで重ね合わせ、固定具で締め付けて真空ろう付けする際に、ろう材が溶融したときに荷重を加える方法が開示されている。この方法ではろう付けする際に積層体を締め付けなければならず、さらにろう材溶融時に荷重を加えなければならない。本発明が対象とするような微小機構部品にこのような方法を適用することは困難であり、また適用したとすると製造コストが高価になってしまう。【０００５】  一方、特許文献２には、複数の焼結材料成形体を結合する方法として、焼結材料の複数の成形体の間に鉛−スズ合金からなる金属箔を配置し、約１４５〜１６５℃の範囲の温度で約１〜１０分間加熱し、約５０〜１５０ｋｇ／ｃｍ２の機械的圧力を加えて、冷却した後にこの圧力を除去する技術が開示されている。この技術においても、特許文献１の場合と同じく、微小機構部品の製造には適しておらず、また、金属箔を配置してから溶融して圧力を加えると、成形体間の距離が金属箔溶融時に縮むために、溶融した金属が成形体端部からはみ出す可能性がある。【０００６】  さらに特許文献３においても、ターボ分子ポンプのロータ製造方法として、ロータリング素材とスペーサロータリングとの間、及びロータリング素材と翼板との間に低融点インサート材を介装させて積層し、加熱してから加圧する技術が開示されている。この技術もまた、低融点金属を介在させて加熱してから圧力を加える方法であるため、上記特許文献２と同様の不具合が生ずる可能性がある。【０００７】
【特許文献１】特開昭５２−７０５５号公報
【特許文献２】特開昭５３−２８０５９号公報
【特許文献３】特公平１−５０５１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】  上述の従来技術による金属溶融接合においては、いずれも加重または圧力をかけるため工程が複雑になるだけでなく、本発明が対象とするような微小機構部品においてはその工程自体が困難であるか、またはコストが高くなってしまうという問題がある。このような問題点に鑑みて、本発明では部品要素間の結合が容易かつ確実な積層型機構部品及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】  上記課題を解決するため本発明による積層型機構部品は、複数のエンボス部を片面または両面に有する部品基材薄板が複数枚積層され、該エンボス部において相互に結合されているとともに、少なくとも前記各基材薄板間に低融点金属層が介在することを特徴とする。【００１０】  前記基材薄板が金属、セラミックまたはプラスチックからなることが好ましく、また前記積層部品としては、特に歯車であることが好適である。【００１１】  また、本発明による積層型機構部品の製造法においては、部品基材薄板からエンボス部を含めた所定の形状を形成する工程と、該部品基材薄板に低融点金属層を形成する工程と、該低融点金属層を形成した前記部品基材薄板を加締め結合する加締め工程と、前記低融点金属層を熱的に融解させて前記部品基材薄板同士を接合する工程とからなることを特徴とする。【００１２】  前記基材薄板は金属からなり、所定の形状を形成する工程としてプレス加工を用いることができる。【００１３】  前記低融点金属層の形成方法は、めっきであることが好適であり、融解工程としては高温槽等による直接加熱法または電流抵抗加熱法が利用できる。
【発明の効果】
【００１４】  本発明による積層型機構部品では、エンボス部の嵌合に加えて低融点金属層の融解により各機材薄板同士を接合するため、接合強度が強く確実であり、また耐久性にも優れる。【００１５】  また、本発明による積層型機構部品の製造方法においては、エンボス部の結合の後で低融点金属層を融解接合するため、加圧の必要が無くて工程が単純となり、信頼性の高い積層型微小機構部品を容易に低コストで製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【実施例】
【００１６】  以下、実施例に基づいて本発明を説明する。図１に本発明による微小機構部品の基本構成の要部断面図を示す。積層歯車７は、部品基材薄板１が複数枚積層されてなり、各基材薄板１には複数の凸部２とそれに対応する凹部２が形成されていて、互いに嵌合することにより結合されている。また、各部品基材薄板１の間には低融点金属層３が形成されており、積層後に融解することにより基材薄板１間の結合を強化している。図１においては、エンボス部２に低融点金属層３を示してないが、例えば、各基材薄板１同士を結合する前にめっき等によりこの低融点金属層３を形成した場合は、エンボス部２にもこの層が形成される。従って、低融点金属層３がエンボス部２に形成されることは問題ない。ただし、プレス加工等により基材薄板１を嵌合結合した際に、エンボス部２の低融点金属層３は摩擦により除去される可能性が高い。【００１７】  図２は本発明による第１の実施例として積層歯車７を示す。（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。側面図（ａ）でわかるように部品基材薄板１を複数枚積層して肉厚歯車を形成してある。個々の基材薄板１は（ｂ）のような形状をしており、図２においては３個のエンボス部２を形成してある。このエンボス部２は、基材薄板１の一面においては凸部、反対面においては凹部となるよう形成してあり、これらエンボス部２同士が嵌合することにより、それぞれの基材薄板１が一体的に結合されている。エンボス部２を設ける位置としては、中心軸穴４、歯底円及び歯型部等により形成されるスペースを考慮し、余肉が最大に確保できる位置が好ましい。エンボス部の個数については２個以上であれば特に規定されるものではない。【００１８】  図３は本発明による第２の実施例としての特殊積層歯車を示す。やはり（ａ）が側面図、（ｂ）が正面図である。正面図（ｂ）においては、歯形部を省略して歯先円２１として示してある。この実施例においては、無歯形部２２と軸穴部４に設けた平坦部２３との両方を採用しており、これらの部分にエンボス部２を形成することにより、外形部とのクリアランスに余裕を持たせることができる。軸穴平坦部２３は、この実施例では１箇所のみ形成してあるが、無歯形部２２の代わりに軸穴平坦部２３を両側に形成することも可能である。【００１９】  図４には、本発明の第３の実施例として２種類の歯車を結合して形成した複合歯車の例を示した。この実施例においては、一方の側では直径の小さな小径歯車部１２を形成し、途中から直径の大きな大径歯車部１３を結合して複合歯車としている。各歯車片１１の積層方法は上述の実施例と同じく、複数のエンボス部を嵌合することにより行うことができる。本実施例において軸穴４は円形状として示してあるが、図３に示したように、軸穴と軸にそれぞれ平坦部を形成して嵌合することにより、軸との連結力を高めることも可能である。また、図４においては小径歯車及び大径歯車を平歯車として示したが、部分歯車や他の歯車形状に形成することができることは言うまでもない。【００２０】  さて、本発明による積層機構部品の製造として図２に示した歯車を例にとって説明する。まず、帯状の金属薄板材料の両面に鉛やスズなどの低融点金属をめっきし、数ミク��ン程度の金属層を形成する。次に、この金属薄板材料を例えば順送金型プレス機にかけ、順送りに移送して外周に複数の歯形と中心部の軸穴４を含む歯車片１を打ち抜くとともに、この歯車片１に複数のエンボス部２を形成する。このエンボス部２は歯車片の片側表面では凹部、もう一方の表面では凸部を形成している。歯車片１は打ち抜かれた後所定の場所に集積・保持され、後から歯車片１が打ち抜かれる際にプレス積層される。これは、それぞれの歯車片１のエンボス部２が互いに嵌合して歯車片１同士を連結するためである。所定の枚数、すなわち歯車が所定の肉厚になったところで、積層一体化された歯車７として排出される。この一体化歯車を２百数十℃程度の高温槽に入れ、低融点金属層３を融解した後冷却すれば、積層歯車はエンボス部２と低融点金属層３との両方により結合されるので、より結合強度が強く、耐久性も増す。【００２１】  低融点金属層３の形成方法については、上記の実施例ではめっきを採用したが、これに限定されるものではなく、蒸着等、他の方法を用いることももちろん可能である。また、低融点金属層３融解については、積層部品に電流を流して発熱させて融解するなど、他の方法をとることも可能である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】  本発明による積層型機構部品では、エンボス部の嵌合に加えて低融点金属層の融解により各機材薄板同士を接合するため、接合強度が強く確実であり、また耐久性にも優れる。また、本発明による積層型機構部品の製造方法においては、エンボス部の結合の後で低融点金属層を融解接合するため、加圧の必要が無くて工程が単純となり、信頼性の高い積層型微小機構部品を容易に低コストで製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による積層型機構部品の基本構成の要部を示す断面図である。
【図２】本発明による第１の実施例としての積層歯車を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図３】本発明による第２の実施例としての特殊歯車を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【図４】本発明による第３の実施例としての複合歯車を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【符号の説明】
【００２４】１    部品基材薄板
２    エンボス部
３    低融点金属層
４    軸穴
７    積層歯車
１２  小歯車部
１３  大歯車部
２１  歯先円
２２  無歯形部
２３  軸穴平坦部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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