(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
a) セラミックスからなり、内周面を有し、前記内周面に定義される空間が形成された第１の管状の構造を準備する工程と、
b) 金属または合金からなり、外周面を有する第２の管状の構造を準備する工程と、
c) 前記第２の管状の構造を前記空間に挿入し、前記内周面を前記外周面に対向させる工程と、
d) 前記第２の管状の構造を拡管し、前記第１の管状の構造および前記第２の管状の構造を備え前記外周面が前記内周面に接触する複合体を得る工程と、
e) 前記複合体を加熱する工程と、
f) 加熱された複合体を、前記第２の管状の構造の温度が６℃／分より速い降温レートで下降するように冷却することにより、前記第２の管状の構造を前記第１の管状の構造に追従して径方向に収縮させた後に前記第２の管状の構造を前記第１の管状の構造より大きく径方向に収縮させ前記内周面と前記外周面との間に間隙を形成する工程と、
を備える組み立て品を生産する方法。
【請求項２】
工程f)は、前記間隙の幅が最も狭くなる軸方向位置において前記間隙の幅が目標を満たすように決定された冷却条件により加熱された複合体を冷却する
請求項１の組み立て品を生産する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組み立て品を生産する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気、機械等の技術分野において、一の管状の構造が他の管状の構造に挿入された組み立て品が生産される場合がある。例えば、中空プランジャーポンプの生産においては、中空のプランジャーがシリンダーに挿入された組み立て品が生産される。特許文献１に記載された技術は、その一例である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−０５５９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
中空のプランジャーがシリンダーに挿入された組み立て品が生産される場合に限られず、一の管状の構造が他の管状の構造に挿入された組み立て品が生産される場合は、一の管状の構造の外周面と他の管状の構造の内周面との間隙が適切に形成される必要がある。しかし、当該間隙を適切に形成することは容易でない。
【０００５】
本発明は、この問題を解決するためになされる。本発明が解決しようとする課題は、一の管状の構造が他の管状の構造に挿入された組み立て品において一の管状の構造の外周面と他の管状の構造の内周面との間隙を適切に形成することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、組み立て品を生産する方法に関する。
【０００７】
第１の管状の構造および第２の管状の構造が準備される。第１の管状の構造は、セラミックスからなり、内周面を有する。第１の管状の構造には、内周面に定義される空間が形成される。第２の管状の構造は、金属または合金からなり、外周面を有する。
【０００８】
第２の管状の構造が空間に挿入される。これにより、内周面が外周面に対向させられる。
【０００９】
第２の管状の構造が拡管され、第１の管状の構造および第２の管状の構造を備え外周面が内周面に接触する複合体が得られる。
【００１０】
複合体が加熱される。
【００１１】
加熱された複合体は、第２の管状の構造の温度が６℃／分より速い降温レートで下降するように冷却される。これにより、第２の管状の構造が第１の管状の構造に追従して径方向に収縮した後に、第２の管状の構造が第１の管状の構造より大きく径方向に収縮し、内周面と外周面との間に間隙が形成される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、一の管状の構造が他の管状の構造に挿入された組み立て品において一の管状の構造の外周面と他の管状の構造の内周面との間隙が適切に形成される。
【００１３】
これらの及びこれら以外の本発明の目的、特徴、局面及び利点は、下記の発明の詳細な説明を図面とともに考慮することより、より明白になる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】組み立て品を示す断面図である。
【図２】組み立て品を生産する方法を示すフローチャートである。
【図３】組み立て品の仕掛かり品を示す断面図である。
【図４】組み立て品の仕掛かり品を示す断面図である。
【図５】組み立て品の仕掛かり品を示す断面図である。
【図６】組み立て品の仕掛かり品を示す断面図である。
【図７】組み立て品の仕掛かり品を示す断面図である。
【図８】組み立て品を生産する場合の温度プロファイルの例を示すグラフである。
【図９】複合体の冷却後の内側容器の外径を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１  組み立て品
図１の模式図は、この実施形態の組み立て品を生産する方法により生産される組み立て品を示す。図１は、断面図である。図１においては、間隙が誇張して描かれている。
【００１６】
組み立て品１０００は、図１に示されるように、外側容器１０２０および内側容器１０２１を備える。組み立て品１０００が外側容器１０２０および内側容器１０２１以外の構成物を備えてもよい。
【００１７】
外側容器１０２０は、セラミックスからなり、望ましくはアルミナセラミックスからなる。外側容器１０２０は、管状の構造１０４０および板状の構造１０４１を備える。外側容器１０２０が管状の構造１０４０および板状の構造１０４１以外の構造を備えてもよい。例えば、外側容器１０２０がフランジ状の構造、リブ状の構造などを備えてもよい。管状の構造１０４０の内周面１０６０は、円筒面状であり、管状の構造１０４０の軸１０８０の周りを一周する。管状の構造１０４０には、内周面１０６０に定義される空間１１００が形成される。空間１１００は、円柱状であり、軸方向１１２０の一端において板状の構造１０４１により閉塞され、軸方向１１２０の他端において外部に開放される。
【００１８】
内側容器１０２１は、金属または合金からなり、望ましくはアルミニウム合金からなる。内側容器１０２１は、管状の構造１１４０および板状の構造１１４１を備える。内側容器１０２１が管状の構造１１４０および板状の構造１１４１以外の構造を備えてもよい。例えば、内側容器１０２１がフランジ状の構造、リブ状の構造などを備えてもよい。管状の構造１１４０の外周面１１６０は、円筒面状であり、管状の構造１１４０の軸１１８０の周りを一周する。管状の構造１１４０の内周面１２００は、円筒面状であり、軸１１８０の周りを一周する。管状の構造１１４０には、内周面１２００に定義される空間１２２０が形成される。空間１２２０は、円柱状であり、軸方向１１２０の一端において板状の構造１１４１により閉塞され、軸方向１１２０の他端において外部に開放される。
【００１９】
内側容器１０２１は、空間１１００に挿入される。これにより、内周面１０６０は、間隙１２２０を挟んで外周面１１６０に対向する。
【００２０】
２  組み立て品を生産する方法
図２のフローチャートは、組み立て品を生産する方法を示す。図３から７までの各々の模式図は、組み立て品の仕掛かり品を示す。図３から７までの各々は、断面図である。図３から７までにおいては、間隙並びに径方向の膨張および収縮が誇張して描かれている。
【００２１】
組み立て品１０００が生産される場合は、図２に示されるように、工程Ｓ１において、外側容器１０２０が準備され、工程Ｓ２において、内側容器１０２１が準備される。
【００２２】
続いて、工程Ｓ３において、図３に示されるように、内側容器１０２１が外側容器１０２０に挿入される。これにより、管状の構造１１４０が空間１１００に挿入され、内周面１０６０が間隙１２４０を挟んで外周面１１６０に対向する。
【００２３】
続いて、工程Ｓ４において、図４に示されるように、内水圧バルジ加工により外周面１１６０が内周面１０６０に接触するまで内側容器１０２１が拡管される。これにより、管状の構造１１４０が拡管され、外側容器１０２０および内側容器１０２１を備え内周面１０６０が外周面１１６０に接触する複合体１２６０が得られる。内水圧バルジ加工以外の加工方法により内側容器１０２１が拡管されてもよい。
【００２４】
続いて、工程Ｓ５において、複合体１２６０が加熱される。複合体１２６０が加熱された場合は、図５に示されるように、外側容器１０２０および内側容器１０２１が膨張し、管状の構造１０４０および管状の構造１１４０が径方向１１２１に膨張する。このとき、金属または合金からなる内側容器１０２１の熱膨張率はセラミックスからなる外側容器１０２０の熱膨張率より大きいが、セラミックスからなる外側容器１０２０は金属または合金からなる内側容器１０２１より塑性変形しにくいため、管状の構造１１４０の膨張は管状の構造１０４０により規制され、内周面１０６０が外周面１１６０に密着する状態が維持される。
【００２５】
続いて、工程Ｓ６において、加熱された複合体１２６０が急冷される。複合体１２６０が急冷された場合は、外側容器１０２０から熱が奪われ外側容器１０２０の温度が内側容器１０２１の温度より低くなった後に、最終的に内側容器１０２１の温度が外側容器１０２０の温度と同じになる。また、温度が相対的に高く金属または合金からなる内側容器１０２１は、温度が相対的に低くセラミックスからなる外側容器１０２０より塑性変形しやすい。これらのことから、複合体１２６０が急冷された場合は、まず、図６に示されるように、外周面１１６０が内周面１０６０に密着する状態を維持したまま管状の構造１１４０が管状の構造１０４０に追従して径方向１１２１に収縮する。この後に、図７に示されるように、管状の構造１１４０が管状の構造１０４０より大きく径方向１１２１に収縮する。これにより、内周面１０６０と外周面１１６０との間に間隙１２２０が形成される。
【００２６】
この組み立て品を生産する方向によれば、内周面１０６０と外周面１１６０との間に間隙１２２０が適切に形成される。
【００２７】
この組み立て品を生産する方法は、組み立て品１０００以外の組み立て品を生産する場合にも利用される。例えば、外側容器１０２０が、管状の構造１０４０を備えるが板状の構造１０４１を備えない部材に置き換えられた場合、内側容器１０２１が、管状の構造１１４０を備えるが板状の構造１１４１を備えない部材に置き換えられた場合などにおいても、この組み立て品を生産する方法は利用される。
【００２８】
組み立て品１０００の軸方向位置によって間隙１２２０の幅が異なる場合は、間隙１２２０の幅が最も狭くなる軸方向位置において間隙１２２０の幅が目標を満たすように決定された冷却条件により複合体１２６０が冷却される。図１に示される組み立て品１０００においては、板状の構造１０４１および板状の構造１１４１がある軸方向１１２０の一端において間隙１２２０の幅が最も狭くなる傾向があるので、当該軸方向１１２０の一端において間隙１２２０の幅が目標を満たすように決定された冷却条件により複合体１２６０が冷却される。
【００２９】
３  温度プロファイル
図８のグラフは、組み立て品を生産する場合の温度プロファイルの例を示す。図８のグラフにおいては、時間が横軸にとられ、内側容器の温度が縦軸にとられている。
【００３０】
図８に示される温度プロファイルにおいては、工程Ｓ５が実行される期間１３００において、内側容器１０２１の温度が室温から５００℃まで上昇するように複合体１２６０が加熱される。期間１３００は、内側容器１０２１の温度の変動が１０℃以下となる期間１３２０を含む。期間１３２０は、望ましくは１０分以上継続される。期間１３２０の存在は、生産の安定性を向上することに寄与する。しかし、期間１３２０が省略されてもよい。
【００３１】
図８に示される温度プロファイルにおいては、工程Ｓ６が実行される期間１３４０において、内側容器１０２１の温度が５００℃から４０℃以下まで下降するように複合体１２６０が急冷される。内側容器１０２１の温度は、−６℃／分より速い降温レートで下降させられる。
【００３２】
４  急冷と徐冷との比較
図９のグラフは、複合体の冷却後の内側容器の外径を示す。図９には、急冷が行われた場合および徐冷が行われた場合の各々について、内側容器１０２１の上部１４００、中央部１４０１および下部１４０２（図１参照）の各々における内側容器１０２１の外径が示される。急冷は、内側容器１０２１の温度が約４０分で５００℃から４０℃まで下降するように行われ、徐冷は、内側容器１０２１の温度が約９００分で５００℃から４０℃まで下降するように行われる。
【００３３】
図９に示されるように、急冷が行われた場合は、徐冷が行われた場合と比較して、内側容器１０２１の径が小さくなる。このことは、急冷が行われた場合は、徐冷が行われた場合と比較して、間隙１２２０の幅を十分なものにすることが容易であることを示す。
【００３４】
上記の発明の詳細な説明は、例示であり、本発明の範囲を限定しない。したがって、本発明の範囲から逸脱しない修正および変形が存在する。
【符号の説明】
【００３５】
１０００  組み立て品
１０２０  外側容器
１０２１  内側容器
１０４０  管状の構造
１０４１  板状の構造
【要約】
【課題】組み立て品において第１の管状の構造の外周面と第２の管状の構造の内周面との間隙を適切に形成する。
【解決手段】第１の管状の構造は、セラミックスからなる。第２の管状の構造は、金属または合金からなる。第２の管状の構造が第１の管状の構造に形成された空間に挿入される。第２の管状の構造が拡管され、第１の管状の構造および第２の管状の構造を備え第１の管状の構造の内周面が第２の管状の構造の外周面に接触する複合体が得られる。複合体が加熱される。第２の管状の構造の温度が６℃／分より速い降温レートで下降するように加熱された複合体が冷却される。これにより、第２の管状の構造が第１の管状の構造に追従して径方向に収縮した後に、第２の管状の構造が第１の管状の構造より大きく径方向に収縮し、内周面と外周面との間に間隙が形成される。
【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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